Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Michel le Mardi 16/05/2006 à 00:00
Big Bounce: quand le Big Bang fait rebondir vers un autre Univers
En accord avec la théorie de la relativité générale d'Einstein, le Big Bang représente le Début de l'Univers, le Grand Evénement lors duquel non seulement la matière mais aussi l'espace-temps sont nés. Tandis que les théories classiques n'offrent aucun indice sur un éventuel "avant" de cet événement, une équipe de chercheurs de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Penn State a utilisé la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) quantique pour tenter d'esquisser ce qui pourrait s'être produit plus tôt.

"La relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale qui étend le principe de relativité aux référentiels...) peut être utilisée pour décrire l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) en remontant dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) jusqu'à un moment où la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) devient si dense que ses équations ne le supportent plus", explique Abhay Ashtekar, directeur de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) et de géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le...) gravitationnelles de Penn State. "Au delà de ce point (Graphie), nous devons appliquer les outils quantiques dont ne disposait pas Einstein". En combinant la physique quantique et la relativité générale, Ashtekar et deux de ses collaborateurs, Tomasz Pawlowski et Parmpreet Singh, ont pu développer un modèle "traversant" le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles...) vers un Univers en contraction qui présente une physique semblable à la nôtre.

Dans un article publié dans Physical Review Letters, l'équipe montre que, préalablement au Big Bang, il existait un Univers en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de contraction, dont la géométrie spatio-temporelle était semblable à celle de notre Univers en expansion actuel. Les forces gravitationnelles ont fait se rétracter cet Univers antérieur, jusqu'à ce qu'il atteigne un point où les propriétés quantiques de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle qu'elle avait été définie par la...) rendent la gravitation répulsive.


Notre univers en expansion est représenté par l'arc de droite.
"Aujourd'hui" est situé au point 1.8 du coté droit.
En remontant l'histoire de l'Univers, le "temps" n'atteint pas le Big Bang
mais rebondit vers l'arc de gauche, qui décrit un Univers en contraction

"En utilisant des modifications quantiques des équations cosmologiques d'Einstein, nous avons montré qu'au lieu d'un classique Big Bang il s'est produit en fait un rebondissement quantique", explique Ashtekar. "Nous étions si surpris par la découverte d'un Univers pré-Big Bang que nous avons répété les simulations avec différentes valeurs des paramètres pendant plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.), mais nous avons constaté que le scénario d'un 'Grand Rebond' (Big Bounce) était robuste".

L'idée d'un autre Univers existant avant le Big Bang (Avant le big bang est un essai controversé d'Igor et Grichka Bogdanoff publié aux éditions Grasset en 2004[1]. Il a été réédité en collection de poche à l'automne 2006[2].) a déjà été proposée auparavant (voir par exemple notre récente news (NeWS est un système de fenêtrage conçu par James Gosling (qui a contribué à Java) et introduit par Sun Microsystems à la fin des années 1980 n'a pas connu de...)), mais c'est la première description mathématique qui établit systématiquement son existence et en déduit les propriétés de sa géométrie spatio-temporelle.

Les chercheurs ont utilisé la notion de gravitation quantique à boucles (La gravitation quantique à boucles est une tentative de créer une théorie de la gravitation quantique, et donc d'unifier la théorie de la relativité générale d'Einstein et les concepts de la physique quantique. Elle est basée sur la...), une approche essentielle concernant l'unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que d'autres systèmes de logique et est sans doute ce qui...) de la relativité générale et de la physique quantique. Dans cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...), la géométrie de l'espace-temps lui-même possède une structure "atomique" discrète (les surfaces et les volumes d'espace sont eux-mêmes quantifiés) et notre continuum familier n'est qu'une approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de précision et d'exactitude, de quelque chose, mais encore assez significative pour être utile. Bien...). (Cette théorie s'oppose à la théorie des supercordes). A proximité du Big Bang, le tissu spatial est violemment déchiré et la nature quantique de sa géométrie devient primordiale. La gravitation devient fortement répulsive, ce qui provoque le Grand Rebond.

"Notre travail présume un modèle homogène de notre Univers", remarque Ashtekar. "Cependant, il nous a donné confiance dans les idées qui sous-tendent la gravitation quantique à boucles. Nous allons continuer à affiner le modèle pour mieux dépeindre l'Univers tel que nous le connaissons et pour mieux comprendre les caractéristiques de la gravitation quantique".

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: Université State Penn
Illustration: Abhay Ashtekar et al.