Discours sur l'origine de l'univers by Etienne Klein

Auteur:Etienne Klein [Klein, Etienne]
La langue: fra
Format: epub
Tags: Sciences
Publié: 0101-01-01T00:00:00+00:00

Le « multivers » : notre univers serait-il un cas parmi tant d’autres ?

Dans une autre vie, j’aurais pu être toi, disait-elle.

Ouais, mais dans une autre vie, j’aurais été quelqu’un d’autre.

Ah, tu as raison. Il va falloir débrouiller ça.

Bob Dylan

Jusqu’à maintenant, nous avons parlé de l’univers au singulier, admettant par là qu’il ne pouvait être qu’unique, « seul au monde » si l’on peut dire. Pourtant, la question de l’unicité de l’univers se trouve désormais posée par la structure même de certaines théories physiques qui tentent de franchir le mur de Planck. Mais s’il y avait vraiment une multiplicité d’univers, comme le pensent certains cosmologistes, que deviendrait l’idée même d’origine de l’univers ? Ne se disperserait-elle pas en une myriade de répliques ? Y aurait-il une origine plus « originelle » que les autres ?

L’hypothèse selon laquelle notre univers ne serait qu’un élément particulier d’un « multivers » vient de loin. Tout a commencé par un constat observationnel : l’univers où nous nous trouvons a deux caractéristiques aux allures d’énigmes.

D’abord, il est homogène à grande échelle : quand on analyse le fond diffus cosmologique, on se rend compte que sa température est partout la même, dans toutes les directions. Pour que la température d’un milieu devienne uniforme, toutes les parties de ce milieu doivent avoir eu le temps d’interagir les unes avec les autres, de sorte que l’énergie ait pu se répartir équitablement (chacun sait qu’un verre d’eau placé dans une pièce met un certain temps pour atteindre la température ambiante). Or les calculs montrent que la période qui a séparé le big bang de la libération du fond diffus cosmologique, longue de 380 000 ans, est trop courte pour que toutes les régions de l’univers aient eu le temps d’interagir compte tenu du fait que la vitesse de la lumière ne peut pas être dépassée. Dès lors, comment ce rayonnement a-t-il pu devenir homogène ? On pourrait bien sûr postuler qu’il avait cette propriété dès le départ, mais un postulat ne saurait constituer une véritable explication. L’homogénéité de l’univers a bien un parfum d’énigme.

Ensuite, à l’examen, l’univers se révèle plat comme une limande. A priori, sa courbure pouvait être positive, négative, ou exactement nulle. Or il se trouve que c’est cette dernière situation, la plus singulière qui soit, qui a été constatée par différentes mesures : dans l’univers, deux parallèles ne se rencontrent jamais, ce qui signifie que la métrique est globalement euclidienne. Quelle étrange coïncidence… ? On sait que la courbure spatiale de l’univers est déterminée par la densité de matière et d’énergie qu’il contient. Mais alors, comment se fait-il que sa densité moyenne soit exactement celle qui correspond à une courbure globalement nulle de la géométrie de l’univers31 ? Pourquoi vaut-elle zéro plutôt que n’importe quelle autre valeur ? C’est ce qu’on appelle l’énigme de la platitude de l’univers.

Une hypothèse cosmologique développée en 1981, indépendamment par Alan Guth et Alexei Starobinsky, permet de résoudre ces deux problèmes32. Selon eux, l’univers primo-primordial, dont la densité était extrêmement élevée,

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