Le 20/05/2012, à 13h 40, sur France 5 : « LE BIG BANG AU PLACARD ? »

La théorie du BIG BANG est, sans conteste, « la plus grande découverte de la cosmologie ».

Elle a permis de dévoiler « les plus grands secrets de l’Univers ».

D’après elle, c’est très simple, « tout a été créé à partir de rien ».

Oui, mais voilà…aujourd’hui, « une nouvelle génération de scientifiques » vient y jeter passablement le trouble, en soulevant des questions comme : « quelle est l’origine du temps et de l’espace ? », ou encore « quelle est la nature de la matière noire ? ».

Certains, parmi ces beaux esprits, osent même s’aventurer plus loin, en déclarant que « le modèle actuel est trop sommaire ».

Alors ? « Toutes ces théories pourraient-elles se révéler fausses ? »

Comment rendre compte du fait que les cosmologistes viennent de découvrir « une force que nous ne parvenons pas à définir » et qui « contrôle des groupes entiers de galaxies », les faisant toutes « converger vers un seul point » et faisant, de la sorte, se déplacer des parts de l’Univers « à des vitesses phénoménales » que la théorie du Big bang n’avait aucunement prévues ? Ses découvreurs l’avouent : « ça nous a surpris et déstabilisés ». Et de s’empresser d’ajouter : « le courant noir est une énigme, la dernière d’une grande lignée ».

Sachons-le : avec la théorie du Big bang – encore appelée MODELE STANDARD, les scientifiques n’ont fait qu’écrire « leur version ».

Cette version ? Elle est simple : tout commence avec une méga-explosion, à nulle autre pareille, le Big bang. Juste après, « aux tout premiers temps », ce qui deviendra l’Univers est « un magma d’énergie » pure. Une seconde seulement plus tard, cependant, se dessine déjà « un embryon de matière », sous l’espèce d’un « brouillard épais », lequel, par la suite, « se condensera en atomes » pour former alors « de grands nuages de gaz ». Un milliard d’années plus tard encore, un de ces nuages deviendra si dense qu’il donnera naissance à la première étoile.

Cette histoire, nous apprend-t-on, a été écrite à partir d’ « élégantes équations » qui ont-elles-mêmes « retranscrit des phénomènes physiques » actuels et parfaitement observables. En somme, il s’agit d’une démarche qui nous restitue le passé à partir des données tout à fait présentes dont nous disposons. Elle donne lieu à « une réplique mathématique de l’Univers » que l’on a baptisée « MODELE STANDARD  DE LA COSMOLOGIE ». Ledit modèle standard correspond à un véritable « voyage dans le temps ». Ses deux grands fondements sont le Big bang et l’expansion de l’Univers.

Pourtant, si « la thèse fonctionne », elle « n’explique pas vraiment tout ». Le fait qu’elle ait à son actif cette « force de la simplicité » que goûtent tant les scientifiques (attachés au principe du « rasoir d’Occam ») n’empêche nullement que « certaines [de leurs] observations ne collent pas » et qu’en ne collant pas de la sorte, elles créent « des incohérences » qui, cela va de soi, viennent affaiblir le glorieux modèle.

Pour les scientifiques de la génération de Kathy ROHMER, de Max STEGMARK ou encore de Pedro FERREIRA, nous sommes arrivés à un grand tournant de la science. Le hic est que « nous voyons de plus en plus clairement les limites de la théorie ».

Aux dire de P. Ferreira (de L’UNIVERSITE D’OXFORD en Angleterre), il est même devenu patent qu’ « on doit inventer un nouveau modèle, plus abouti », ceci pour « expliquer des observations aberrantes ».

Le premier problème, nous le rencontrons « juste après la grande explosion », puisqu’à ce moment-là, « la boule d’énergie enfle, mais, brusquement, tout s’arrête ».

Une explosion, ce n’est pas quelque chose qui se déroule n’importe comment ; c’est un phénomène qui a des lois. En vertu de ces lois, celle qui nous intéresse ici « aurait dû produire un Univers irrégulier et désordonné » ; or, ce n’est nullement le cas, puisque aujourd’hui, « où qu’on se place, la température [de l’Univers] est partout la même ». Cela signifie que, vraisemblablement, « une grosse erreur s’est glissée dans le modèle standard ».

Il faut insister : « le Big bang n’explique pas l’uniformité de l’Univers ». Les scientifique précisent : « toutes les explosions sont chaotiques » et, de ce fait, celle du Big bang aurait absolument dû produire, dans l’Univers, des zones très disparates, les unes d’une « chaleur extrême », les autres constituant des « espaces plus froids ».

Fort heureusement, en 1989, surgit fort à propos la THEORIE DE L’INFLATION COSMIQUE. Selon cette dernière, avant que n’intervienne la phase d’expansion qu’a subi l’Univers, celui-ci serait resté pendant un certain temps pratiquement figé, en sorte que sa température se serait uniformisée décisivement et pour toujours. La fameuse phase d’inflation est par la suite intervenue, qui aurait brusquement, « en l’espace d’une fraction de secondes », dilaté l’Univers naissant. Mais l’important est, ici, qu’avant cette inflation, la chaleur ait eu le temps de « se répartir dans l’espace », de façon à ce que l’Univers puisse demeurer homogène.

Ouf ! Pour bien asseoir scientifiquement cette nouvelle théorie-bouée de sauvetage, on s’est mis à mener des recherches sur « le fonds diffus cosmologique » par satellite. On est ainsi remonté treize milliards d’années en arrière, c'est-à-dire 380 000 ans après le Big bang. Cela a permis de constater qu’effectivement, « la température est la même dans toutes les directions [de l’Univers], à l’exception de quelques micro-variations du reste prévues par la théorie de l’inflation cosmique.

Il n’empêche… « l’inflation cosmique reste un mystère » et le fait que l’échafaudage théorique soit parvenu à prédire de tels micro-écarts ne saurait pour autant en rien lui conférer les caractères d’une « preuve irréfutable ». Qu’on le veuille ou non – et les scientifiques sont tout à fait prêts à le reconnaître – « les aspects les plus basiques de l’inflation cosmique demeurent inexpliqués ».

En premier lieu, bien sûr, « pourquoi l’Univers s’est-il dilaté ? ». « Quelle force » a pu provoquer un phénomène tel que l’inflation (phénomène que, signalons-le en passant, les spécialistes s’avèrent inaptes à reproduire) ? Le fait est bel et bien que « la physique de ces énergies nous dépasse encore » et que, par voie de conséquence, dans l’état actuel où sont les choses, la théorie de l’inflation ne peut qu’apparaître « trop grossière ». Quand bien même est-elle devenue « un élément-clé du modèle standard », elle n’en demeure pas moins « une proposition », de l’aveu même des spécialistes concernés.

Venons-en à présent à un autre problème, lui aussi de taille : les observations du ciel montrent que « les galaxies semblent tourner trop vite sur elles-mêmes », en leurs périphéries, en sorte que, curieusement, les étoiles les plus excentrées vont aussi vite que les autres à l’intérieur d’une galaxie.

Les savants commentent : « à une telle allure, les galaxies devraient se disloquer » (rien que ça !), à moins…à moins que la gravitation soit plus importante que prévu !

Et c’est ainsi que fut forgé le concept de MATIERE NOIRE.

En effet, comme nous venons de le voir, « la gravité produite par ce qu’on voit n’est pas suffisante pour expliquer le mouvement des objets dans l’Univers ». Donc, il y a forcément autre chose, qui alourdit les galaxies et ce « quelque chose » étant très mystérieux et surtout, invisible, on l’a tout naturellement dénommé « matière noire » (rappelons que seule, la matière exerce la force de gravité). Se lançant ensuite dans un calcul des quantités de matière présentes à l’intérieur de l’Univers, les astrophysiciens ont déterminé que, pour chaque kilo de matière « normale » (la matière dont nous sommes faits), existaient 5 kg de matière noire et que ladite matière se trouvait répartie « partout, autour de nous ».

La matière noire est donc devenue « l’un des piliers du modèle standard », même si, en fait –et bien malheureusement – « personne ne sait ce qu’elle est ». Tout ce dont on peut être sûr, en ce qui la concerne, est qu’elle « ne transmet aucun type d’ondes » et que de là découle le fait qu’elle n’émette ni ne reflète de lumière.

A part cela ? Eh bien, elle serait constituée de « particules d’un genre nouveau » qui seraient capables de « traverser les objets ».

L’astrophysicien Dan BOWER s’est mis « en quête de matière noire ». Pour ce faire, il a enterré tout son équipement de recherche à 800 mètres de profondeur, dans les plaines du MINNESOTA (USA). Cette expérience, qui a nécessité un investissement de « millions d’euros », consiste à mettre en place et à activer des détecteurs spéciaux, voués à la traque de traces (sous forme, par exemple, d’électricité et/ou de chaleur) de « particules exotiques ». Elle a été mise en route en 2003 et c’est seulement en décembre 2009 que se sont enfin manifestés « deux évènements » qui, selon Bower, pourraient –sous réserve de confirmation – se révéler attribuables à la manifestation de la matière noire.

Toutefois, concernant cette étrange matière, les scientifiques sont loin de se rejoindre autour d’une opinion unanime. Les uns clament avec assurance : « il ne fait presque aucun doute qu’elle existe », pendant que d’autres entretiennent, au contraire, de sérieux doutes qui les poussent à soupçonner et à affirmer qu’elle n’existe peut-être pas.

Peut-être –sans soute même – faudrait-il d’abord être mieux renseigné quant à la nature de cette matière que nous ne le sommes…

Une autre prédiction – et non des moindres – du modèle standard stipule qu’après une longue phase d’expansion, donc d’accélération, notre Univers devrait connaître une phase d’essoufflement, voire d’arrêt de sa croissance (résultant de l’action de « freinage » qu’exerce l’attraction universelle). Fort bien, mais là où le bât blesse, c’est lorsque des savants nous apprennent que d’après les mesures des mouvements de l’Univers effectuées par « un appareil de haute précision » chargé de balayer le ciel, le TELESCOPE SLOANE, « l’accroissement de l’Univers ne montre, bien au contraire, aucun signe de ralentissement » !

Cette nouvelle, assez récente, a « secoué le monde de la cosmologie ». On sait à l’heure qu’il est que, bien loin de ralentir, « l’Univers s’est emballé durant les derniers sept milliards d’années ». Pour Saul PERLMUTTER, il s’agit là d’une authentique « extravagance » de l’Univers. Tout se passe comme si, en fait, « la déflagration [n’était] toujours pas terminée ».

Il fallait par conséquent appeler à la rescousse une nouvelle force. C’est ce qu’on fit : cette « force supplémentaire » se vit dès lors gratifiée du nom d’ENERGIE NOIRE.

Que peut-on en dire ? « C’est sombre, ça s’étend »…mais « on ignore ce que c’est ». Sur ce dernier point,  les scientifiques sont redoutablement formels. Pourtant, toujours selon leurs dires, cela représente « 75% de notre Univers » !

Quasi accablés, les savants lâchent : « ça n’arrange personne qu’elle soit là ». Puis ils hasardent : serait-elle une forme spéciale de gravitation, une « force de répulsion qui éloigne les objets les uns des autres  » ? Pourrait-on, par hasard, l’assimiler à la fameuse CONSTANTE COSMOLOGIQUE D’EINSTEIN, qui avait le pouvoir de contrebalancer l’attraction de la matière ?

Là, force est bien de dire que nos astrophysiciens se perdent en conjectures. Résultat : le problème de l’énergie noire a suscité « des centaines de théories ». Et pour cause : elle « est la description d’un problème, pas sa solution ».

Nous en sommes maintenant à un stade où l’on peut légitimement parler d’ « une nouvelle représentation de l’Univers ». Représentation qui s’avère on ne peut plus paradoxale, car, tout en demeurant « la plus précise qui ait jamais existé », elle ne s’en enrichit pas moins – ainsi que nous venons de le voir- d’ « incohérences » fort embarrassantes. Or les incohérences ne sont pas tolérables au scientifique.

Reprenons : le modèle standard « relooké » nous décrit le processus suivant : une explosion suivie d’une violente dilatation ; l’apparition de la matière noire, qui entraîne un ralentissement de cet emballement cosmique ; l’entrée en scène de l’énergie noire, qui serait venue contrecarrer ce ralentissement et emballer de nouveau le système.

Tout ceci se tient et les scientifiques, à nouveau, le reconnaissent et le soulignent : « nous avons là un modèle extrêmement convainquant, donc très puissant ».

« It works »…mais voilà qu’un nouveau « grain de sable » s’en vient encore menacer ses rouages !

Tournons-nous vers Sacha KACHLINSKI, du CENTRE SPATIAL GODDARD DE LA NASA. Cet astrophysicien qui fut, dans sa jeunesse, passionné de science-fiction a pour mission d’analyser « des tonnes de données » en provenance du fonds diffus cosmologique. Cette importante activité l’amena à la découverte d’une singulière anomalie : il constata « des distorsions dans la lumière provenant du fonds diffus » qui attirèrent en définitive son attention sur le fait que « des groupes entiers de galaxies semblent suivre des trajectoires incohérentes ».

Stupéfait, Kachlinski baptisa ces mouvements de galaxies le « COURANT NOIR ».

Puis il se mit à réfléchir. Il a maintenant sa théorie, qui imputerait ces étranges mouvements à la présence d’ « un autre univers, distinct du nôtre » - rien moins que ça ! Il s’explique : « l’Univers pourrait n’être qu’une partie d’un plus grand tout ».

Fascinant, non ? Ce n’est d’ailleurs, nullement contraire au modèle standard. Celui-ci n’a-t-il pas prévu l’existence de « structures plus vastes créées par l’inflation cosmique » qu’il a appelées « MULTIVERS », ou encore « UNIVERS-BULLES » ?

Si la découverte de Kachlinski nous mettait vraiment en face de cela, alors ce serait « l’une des plus importantes découvertes de l’humanité ».

Pourtant, comme le rappelle la jeune scientifique américaine Kathy Rohmer, il ne faut pas s’emballer si vite ; l’état actuel de nos connaissances impose encore, en ce domaine, « une bonne dose de scepticisme ».

Ce qui est hors de doute, en revanche, c’est que de nombreux cosmologistes travaillent d’arrache-pied à « changer le modèle standard ». Des hypothèses existent, telles que, par exemple, « la vitesse de la lumière variable ».

Un des scientifiques interrogés par le documentaire commente : « on ne manque pas d’alternatives »…pour, toutefois, renchérir de suite, prudent (comme tout scientifique se doit de l’être) qu’elles « restent insuffisamment convaincantes ».

Le « courant noir » lui-même « n’en est qu’au stade du postulat ». « Il ne suffit pas de faire une observation », encore faut-il la vérifier solidement et lui trouver, autant que possible, une explication qui dépasse le stade de l’intuition, ou de la spéculation.

Pour le moment, le modèle standard « résiste » et demeure « inchangé ». A cela, une raison : il permet de comprendre énormément de choses, de phénomènes sur lesquels on possède des connaissances solides.

Mi-figue mi-raisin, l’on va même jusqu’à nous déclarer, pour conclure, qu’ « il est proche de la perfection, le seul ennui étant qu’il est peut-être totalement faux ». Ça promet !

P. Laranco