« Origine » de l’Univers
L’« origine » de l’Univers est décrite par la science à travers le modèle du Big Bang : il y a environ 13,8 milliards d’années, l’Univers observable était extrêmement chaud et dense, puis il n’a cessé de se dilater et de se refroidir. Mais le mot « origine » doit être pris avec des guillemets : le Big Bang n’est pas une explosion survenue à un instant précis dans un espace vide, et la physique actuelle ne permet pas de décrire un éventuel « début ».
Une question humaine, une réponse scientifique
« D’où venons-nous ? » est l’une des questions les plus anciennes de l’humanité, et la « question des origines » commence logiquement avec celle de l’Univers. Toutes les informations dont nous disposons pour y répondre proviennent de nos propres observations, faites depuis la Terre et son voisinage, à l’époque actuelle. À partir du présent, les scientifiques remontent le passé aussi loin que le permettent leurs instruments et leurs théories.
Ce que dit le modèle du Big Bang
En 1927, le prêtre et physicien belge Georges Lemaître propose, à partir de la relativité générale d’Einstein, un Univers en expansion ; en 1931, il imagine que cet Univers soit issu d’un état initial très concentré, qu’il appelle l’« atome primitif ». En 1929, l’astronome américain Edwin Hubble montre que les galaxies lointaines s’éloignent d’autant plus vite qu’elles sont éloignées. Le nom de « Big Bang » est forgé en 1949, un peu par moquerie, par l’astronome Fred Hoyle, partisan d’un modèle concurrent. Selon ce modèle, l’Univers primitif était un mélange brûlant de particules et de rayonnement qui, en se refroidissant, a formé les premiers noyaux atomiques, puis les atomes, les étoiles et les galaxies.
Les preuves observées
- L’expansion de l’Univers, mesurée par le décalage vers le rouge de la lumière des galaxies.
- Le fond diffus cosmologique, un rayonnement faible venant de toutes les directions du ciel, découvert en 1965 par Arno Penzias et Robert Wilson. Il a été émis lorsque l’Univers, âgé d’environ 380 000 ans, est devenu transparent à la lumière.
- L’abondance des éléments légers : les proportions d’hydrogène et d’hélium observées correspondent à celles que prévoit le modèle pour les premières minutes de l’Univers.
Pourquoi parler d’« avant le Big Bang » pose problème
Dans la relativité générale, l’espace et le temps forment un tout qui évolue avec l’Univers. Le Big Bang représente ainsi le commencement du temps aussi bien que celui de l’espace tels que nous savons les décrire. Parler de l’« origine du temps » est donc un abus de langage : cela reviendrait à vouloir dater un événement dans un temps qui n’existait pas encore. Notre vocabulaire, construit à l’échelle humaine, s’adapte mal à ces situations extrêmes.
De plus, les lois physiques connues cessent d’être fiables lorsqu’on remonte en deçà d’un temps extrêmement bref, appelé temps de Planck, de l’ordre de 10-43 seconde. Pour décrire cette époque, il faudrait une théorie unissant la relativité générale et la physique quantique, que les physiciens n’ont pas encore établie. Des hypothèses existent, comme l’inflation, une phase d’expansion très rapide proposée au début des années 1980, mais la question d’un véritable commencement reste ouverte.
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