Avant le big bang : science ou métaphysique ?

Rappel du premier message :

Salut

Qu'y avait il avant le big bang ? Cette question philosophique est en train de passer du côté de la science : à en croire la cosmologie quantique, des univers jailliraient de "rien" . D'autre part, l'inflation nous fait accepter l'idée d'univers multiples.
Depuis plus d’un demi siècle le modèle standard du big bang s'est imposé dans le monde scientifique et le grand public averti.
Mais une question demeure sans réponse : "qu'y avait il avant le big bang ?" Le problème avec cette question irritante est que même si on savait ce qui s'est passé avant le big bang nous pourrions toujours nous demander : "Et que s'est-il passé avant ?" La réponse est qu'il n'y a pas "d'avant", puisque "avant" le temps n'existait pas … Et juste après, le temps, l'espace et la matière se sont soudainement décidés à exister.
Mais qu'en est-il de « l'instant zéro » ? En effet toute la période où l'Univers était âgé de moins de 10 puissance - 43 secondes (dix millionième de milliardième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde) échappe toujours aux cosmologistes. Nous sommes là face à un véritable problème conceptuel témoignant de notre fantasme d'attribuer au « Monde » une date de naissance : le temps zéro est un instant dans un temps qui n'existe pas encore. Un 10 puissance - 44 seconde n'existe probablement pas. L'instant zéro serait donc une sorte d'infini, un horizon inaccessible. Mais cela n'a pas empêché les théoriciens d'élaborer plusieurs théories de l'avant big bang. Certains ont même envisagé l'hypothèse de l'existence d'univers multiples : pour le cosmologiste Andrei Linde un des pères de l'inflation, notre univers n'est qu'une bulle d'espace-temps noyée dans une mousse d'autres univers.

Au tout début de l'histoire du Cosmos, l'univers a connu une phase d'expansion ultra rapide causée par ce qu'on appelle un faux vide ou champ scalaire. Des variations d'énergie microscopiques ou fluctuations quantiques qui agitaient l'univers à cet instant ont fait que l'énergie du champ scalaire a augmenté dans certaines régions de l'univers et diminué dans d'autres. Là où elle a augmenté, l'inflation s'est déclenchée à nouveau. Ces régions se sont donc dilatées beaucoup plus vite que les autres régions avoisinantes. Au bout de quelques fractions de seconde, elles se sont déconnectées de leur région d'origine, donnant ainsi naissance à de nouvelles bulles d'espace-temps qui ne sont autres que des nouveaux bébés univers. Chacun d'entre eux gonflerait à son tour avant de donner naissance à d'autres univers à part entière, et ainsi de suite. Ce processus de régénérescence se reproduirait à l'infini, c'est pourquoi Andrei Linde a baptisé cette théorie "inflation éternelle"

Mais il ne s'arrêtera pas en si bon chemin. En multipliant les champs scalaires, car il est peu probable qu'il n'en existe qu'un seul dans la nature, Linde aboutit à la conclusion que chaque champ scalaire engendre un univers aux lois physiques différentes. Ainsi, certains univers auraient des constantes cosmologiques différentes, la vitesse de la lumière serait peut être supérieure à 300 000 Km/s, les particules élémentaires (proton, neutron, électron) auraient des masses différentes, on pourrait même imaginer des univers à plus de 3 dimensions. Aussi séduisante que soit cette théorie, elle reste difficilement vérifiable. On ne pourra peut être jamais savoir si ces autres univers existent vraiment, et même si on le savait, aucun voyage inter-univers ne serait possible, car les distances entre deux univers sont si grandes qu'il faut aligner des kilomètres de chiffres pour les exprimer. D'autre part les lois physiques y sont différentes, ainsi la matière dont nous sommes faits se désintégrerait immédiatement dans ces autres univers. La théorie de l'inflation éternelle pose le problème de l'origine du moment qu'elle n'aborde pas : comment s'est formé la toute première bulle ?

Des univers à partir de "RIEN"

Grâce à l'expansion (inflation) on pourrait obtenir un univers grand, homogène et peuplé de galaxies. Tout ce qu'il nous faut c'est un tout petit univers rempli de faux vide. Reste à déterminer l'origine de cet univers initial. Celui-ci étant très petit, on pourrait avoir recours à la physique quantique, qui règne sur le monde de l'infiniment petit.
En effet la physique quantique nous permet d'obtenir un tout petit univers a partir de rien. " Rien " signifiant ici l'absence de matière, d'espace et de temps. La physique quantique est très différente de la physique classique de NEWTON : les mêmes conditions initiales peuvent aboutir à des résultats différents, et nous ne pouvons qu’en calculer les probabilités. Ceci est du aux fluctuations quantiques. Ainsi, un électron par exemple après sa collision avec une autre particule peu choisir d'aller à gauche ou à droite même si on ne change pas les conditions initiales. Les particules ne sont plus considérées comme des billes de matière mais comme des nuages d'énergie entourés par un flou et qui se comporteraient tantôt comme des corpuscules, tantôt comme des ondes… Revenons maintenant à notre monde classique, une boule de billard par exemple suit sa trajectoire avec une probabilité proche de 100%, mais les effets quantiques ne disparaissent pas complètement : il y a toujours une très faible probabilité pour que la boule suive une trajectoire impossible pour la physique classique. L’effet tunnel en est un parfait exemple : en mécanique quantique, un corps peut violer les lois classiques de conservation de l'énergie pendant un très court laps de temps. Une boule peut ainsi franchir une barrière même si initialement elle n'avait pas assez d'énergie pour le faire d'une manière classique. Un processus semblable à l'effet tunnel pourrait intervenir dans la création d'un petit univers rempli de faux vide à partir d'un univers de rayon zéro qui est la même chose que pas d'univers du tout. L'univers initial étant ainsi formé, il n'a pas besoin d'être parfaitement sphérique, il peut être aussi rempli de différents types de faux vides.
Toutes ces prédictions et théories peuvent être vraies comme elles peuvent être fausses, mais la grande réussite de la cosmologie quantique est l'élargissement du champ d'action de la science en mariant l'infiniment grand à l'infiniment petit, chose qui n'était pas possible avant le scénario de l’inflation.

Yes, sir

Let's be clear together : Oktagon usually knows english language. The proof in CERA forum : he easily speaks into english. Thus if he doesn't speak english there, he doesn't want it and he prefers to make us angry...

We ask him that he has to speak english there, or he will be gone out from this forum.

Thanks for understanding.

Salut

Ne serait on pas un peu hors sujet ?

Exact clavius. Soit on continue le sujet du topic (sujet qui semble abandonné depuis longtemps), soit on le verrouille s'il n'y a plus rien à raconter à ce sujet.

Le thème "avant le Big Bang" est-il toujours de la cosmologie ? C'est une bonne question épistémologique à se poser.

Salut

Si tu relis mon premier message, oui il fait toujours partie des débats sur la cosmologie.

La cosmologie est une science quand elle observe des choses observables et vérifiables. Cela n'est possible qu'à compter du Big Bang. "Avant le Big Bang" est plutôt métaphysique et on s'éloigne de la science, car comment vérifier les faits ?

Ça sort du domaine de la science car du domaine de l'observable puisque le temps n'existe pas avant le Big-bang. On fait en réalité un non sens dans notre question.

Le sujet sur l'avant du Big Bang ne peut être classé que dans la cosmologie.
Quand je tape "définition cosmologie" sur le moteur de recherche google, je tombe sur ceci :

Citation :

La cosmologie s'occupe de comprendre la naissance et l'évolution de l'Univers par la méthode scientifique. C'est uniquement par ce jeu entre théorie physique, modélisation et observation que nous aborderons cette question ici. Nous éviterons soigneusement toute digression métaphysique. Les problèmes spécifiques de la cosmologie tiennent dans sa définition même: la statistique qui est une des grandes méthodes scientifiques est apparemment pauvre: nous n'avons qu'un univers à notre disposition. Néanmoins, nous verrons comment cette variance cosmique peut être intégrée dans nos tests des théories. En outre, on n'observe que le passé de l'Univers. Peut-on parler de prédictions dans ces conditions? Ceci est un probème partagé avec l'archéologie, par exemple. Les théories sont cependant falsifiables dans la mesure où elles prédisent des comportements que des observations peuvent tester.

La cosmologie utilise principalement l'arsenal des mathématiques, de la physique théorique, de la physique des particules, de la physique nucléaire, de la physique des détecteurs, et de l'astrophysique. Elle est donc interdisciplinaire. La cosmologie traite des échelles supèrieures à la taille d'une galaxie jusqu'aux échelles définies par elle-même comme les horizons. Encore que la limite soit volontairement floue, la cosmologie ne traite pas des détails internes de la naissance et de l'évolution d'objets astrophysiques (tels que les galaxies, les amas globulaires, ou des amas de galaxies) qui relèvent plus de la cosmogonie.

La cosmologie serait-elle une sous-partie de l'astrophysique ?

ERREUR !! Toi-même tu soulignes les mots NAISSANCE et EVOLUTION !
Avant big-bang = avant naissance

On sort donc bien du domaine de la cosmologie puisqu'il commence à la naissance de l'Univers !

La naissance et l'évolution de l'univers sont explicitement considérés comme des faits de départ dans la cosmologie. Nulle mention de concept ici de précosmologie...

Je ne vois aucun argument de la part de Dark Orionis en faveur de faits antérieurs au Big Bang.

Oui effectivement, le "prébig-bang" ne se classerait donc pas !
Pourtant, il faut bien le mettre quelquepart

Mettre la précosmologie quelque part ? Dans la métaphysique peut-être, voire la mythologie, mais certainement pas dans la science.

Salut

En effet, cela sort du domaine de la cosmologie, pour l'instant
Peut être fairons nous des découvertes dans un futur plus ou moins proche qui nous permettrons de mieux comprendre cet "avant big bang" (bien que le therme "avant" me géne car il me semble innéxact). Bien sur vous me dirais, avec des si on pourrait mettre Paris dans une vessie, mais ce n'est tout de même pas pour autant qu'il faut négliger les recherches en ce dommaine. Toutefois, dans l'état actuel de nos connaissances et de notre technologie, nous sommes incapables de voir ce qui s'est passé à l'instant même du big bang. Donc, vouloir voir "avant" me semble relever de la science fiction.

La théorie des cordes semble expliquer l'avant du Big-bang mais selon Pulstars, ce n'est pas de la science car invérifiable (alors que c'est l'un des plus grand physicien de l'histoire qui l'a découverte).

En l'absence de temps antérieur au Big Bang, plus rien ne peut être décrit, il n'y a même plus d'espace descriptible.

Est scientifique toute donnée vérifiable et réfutable concernant tout ce qui est postérieur au temps de Planck (10 puissance -43 seconde).

N'est pas scientifique tout ce qui est ni vérifiable ni réfutable avant le temps de Planck (toute observation est interdite par la physique quantique en-deça d'une limite). L'inobservabilité quantique ne provient pas du défaut de notre technologie, mais d'une propriété intrinsèque de la matière : même avec toute l'énergie de l'univers comme moyen technologique d'observation nous ne pourrons jamais observer en-deça du temps de Planck. Le mur de Planck n'est pas comme le mur du son, il est vraiment infranchissable.

Dark Orionis a écrit:

La théorie des cordes semble expliquer l'avant du Big-bang mais selon Pulstars, ce n'est pas de la science car invérifiable (alors que c'est l'un des plus grand physicien de l'histoire qui l'a découverte).

La théorie des cordes ne peut prédire des choses que seulement à partir du temps de Planck et après, mais pas avant. En attendant, la théorie des cordes est sur le papier, nous attendons des faits. On se doit d'être sceptique et agnostique en l'absence de faits.

Cite toujours tes sources. Je vois que tu te fais ta propre interprétation des données que tu trouves sur le web. Tu comprends mal ces concepts.

La théorie des cordes définie le Big-bang comme le choc de deux branes, ces chocs se produiraient régulièrement, tel un cycle.
Mes sources, Ciel&Espace, ce site.

La théorie branaire, j'en ai certes entendu parler. Comment vérifier si les branes existent ? C'est là tout le fond du problème. Des théories ont la nécessité de la preuve, pouvoir être vérifiables et réfutables pour être définie comme scientifiques.

Les théories sur les dimensions supérieures de l'espace-temps sont selon moi très intéressantes sur le plan des concepts et des calculs. Pour que cela reste de la science, il faudrait de l'observabilité : découvrir de nouvelles dimensions de façon directe ou indirecte.
Si on ne met jamais des théories à l'épreuve des faits (les observations et les expériences), est-on encore dans le cadre de la science ?

Tu parles des branes qui formeraient un cycle, je suppose que tu fais référence au concept de Big Bang et Big Crunch. On sait cependant depuis l'observation en 2003 que l'univers est en expansion accélérée et ne fera pas de Big Crunch (implosion). Source officielle fiable : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/264.htm?debut=48&theme=1
Echec pour les branes en chocs cycliques...

Oui, oui, je sais que tu nous diras que les calculs sont des faits, mais que penses-tu des observations ? Que ça ne sert à rien ?

A noter que la théorie des cordes est controversée.

Bien sûr qu'elle est contreversée.
Non, je ne parle pas de Big Crunch, mais à un moment donné, les deux branes rentrent à nouveau en colision et c'est un nouveau Big-bang. Sans Big Crunch préalable.

Les observations ne peut ni affirmer ni réfuter cette théorie. Cependant, une exprérience le fera, le CERN construit un accélérateur de particule (le pluys pussant du monde) alors qu'un laboratoire américain s'y emploi déjà.

Si cette théorie n'est ni vérifiable ni réfutable, elle n'est pas scientifique.

Tu dis que le CERN va conduire une expérience.
Cela est très intéressant. Peux-tu nous dire quel sera le protocole expérimental, ce qu'on recherche, et quels moyens va t-on utiliser ?

Cite des sources, merci. Que va faire précisément le CERN ? Quel laboratoire américain dirigé par qui ?
Merci d'étayer tes affirmations pour qu'on les vérifie.

Différents accélérateurs de particules.
Pour le projet du CERN, le Fermilab est aussi sur l'affaire.
Le projet consiste à faire des collisions entres particules en espérant retrouver à la fin de l'expérience, une masse différente (prouvant le transfert de particules entre différentes branes).
Voir ici, à partir de la 30ème minute, la 33ème explique le cycle des collisions et la 34ème montre les expériences utilisées pour démontrer la présence de dimension suplémentaire.

Cet accélérateur, c'est le LHC, voir ici

J'ai regardé ta source, ça parle de la définition d'un accélérateur de particules.

Je te reformule ma question autrement :
dis moi où le CERN affirme t-il qu'il va vérifier la validité de la théorie des branes.

Ton deuxième lien parle de la quête du boson de Higgs. Mais les branes ?

Concernant la vidéo, je vais regarder.

Je vais regarder la vidéo, je viens de vérifier tout d'abord à quoi elle correspond :

TITRE : Ce qu'Einstein ne savait pas encore

1. Le rêve d'Einstein ;
2. La théorie des cordes ;
3. Bienvenue dans la 11e dimension / réal. par David Hickman. - Strasbourg : Arte, 07.03.2005-09.03.2005. - 1 DVD (43+43+43=129 min)

Mots-clés : SCIENCE / EXPERIENCE / HISTOIRE / PHYSIQUE / THEORIE DE LA RELATIVITE / PHYSICIEN / MECANIQUE QUANTIQUE / PHILOSOPHIE / ESPACE / TEMPS / EINSTEIN Albert


Je tiens à préciser que la théorie d'Einstein, la relativité, a maintes fois été confirmées par des expériences. Le titre Ce qu'Einstein ne savait pas encore est osé et prétentieux, car jusque là la théorie des cordes et l'espace-temps à 11 dimensions n'ont pas encore obtenu de confirmation ou d'infirmation... Tu en penses quoi Neptune ? Sacré culot pour des spéculations qui ont l'air de faire la leçon à Einstein qui, lui, a prouvé quelque chose.

Si les cordes sont confirmées, alors là oui on pourra prétendre qu'Einstein n'en savait pas encore, mais c'est de la prétention que d'anticiper toute observation. Cependant, s'il arrivait que les cordes sont infirmés puis abandonnées, alors on se trouvera ridicule d'avoir dit la leçon à Einstein à tort.

Oui c'est osé et prétentieux mais je pense qu'il faut prendre ça avec humour et relativité plus qu'autre chose.

Voici pour la recherche de dimensions supplémentaires :

Doc Adobe Reader (illustré, en anglais)
Document web (texte brut anglais)