Quelles théories existent en lieu et place du big bang ?

[PierreJL 191]

Le big bang comme composante de l'univers est bien admis.

Cependant tous les théoriciens ne partagent pas cette approche et proposent même à la place d'autres idées...

Quelles conceptions sont proposées?

[Bruno- 3 990]

Comme partout, il existe une minorité de "dissidents" qui s'engagent dans une autre voie, mais cela ne doit pas laisser penser que la théorie du big bang bat de l'aile. Je ne me souviens pas d'autres théories sérieuses de l'Univers, juste des variantes ou des compléments de celle du big bang (depuis l'inflation - bien acceptée - jusqu'aux théories qui font intervenir des cordes, des dimensions fractales, et tout ça...)

Alain Blanchard a écrit dans le Ciel et Espace de décembre dernier (une mise au point à lire !) : « J'affirme qu'il n'existe aucune théorie alternative au modèle du big bang qui rende compte de façon aussi complète et aussi simple de l'ensemble des faits relevant de la cosmologie. [...] On serait bien en peine de trouver une seule prédiction d'un modèle alternatif qui ait été vérifié par l'expérience. »

Dans son texte, il cite cependant comme exemple de théorie non-farfelue une théorie alternative de Narlikar. Je ne sais pas de quoi il s'agit, je te laisse trouver...

[maury 0]

Question en fait mal posée. Quelle théorie, qui ne soit pas farfelue, ou contredite par les observations, existe ? ben aucune. C'est le pb. On trouve des astrophysiciens, dissidents, quoique le vrai terme est branques, qui prétendent avoir des théorie, mais de nos jours, il faut dire qu'il n'y a rien d'autre que le Big Bang.
Alain

[PierreJL 191]

Merci à vous deux...

Je suis en train de lire la biographie de Narlikar et un peu plus...
c'est une pointure.

[SBrunier 13]

Mais où est donc Narlikar... ?

S

[PierreJL 191]

Je l'ai trouvé là.
http://perso.wanadoo.fr/lempel/Narlikar-CDF.pdf

[ALTAIR 1]

L’univers pour nous qu’est ce que c’est?
Un volume qui nous contient ,sans limite apparent ,en perpétuelle agitation et évolution. On observe des phénomènes que l on peut expliquer pour certain d’entre eux grâce à des équations en langage mathématique simple, adapté pour prévoir son passé, son présent et son futur. De par ce fait on n’explique par l’univers mais on se le représente pour qu’il soit compréhensible à notre niveau. En faite d’après nous c’est un système simple ou l’énergie et la matière ne font qu’un suivant des conditions extrêmes, en suivant une logique de cause à effet. La voie prise par les cosmologistes a notre époque est de simplifier et d’unifier un univers avec un début de création unique, tout ca avec une physique quantique grossière qui fonctionne à petite échelle et avec des constantes soit disant universel dans le temps.
On ne peut expliquer un phénomène si on ne dispose pas de ces notions de base quel qu’elles soient. La relativité nous permet de nous en rapproché mais pas de resoudre le pourquoi de l’évolution de ce phénomene,le big bang dans ce cas precis.S’ecarter de cette théorie à la base solide pour le moment est suicidaire et ce cher Narlikar persiste dans ces vieux jours, fidèle a ces anciennes idées et celles de ces mentors d’une autre époque révolue.
Les autres theories serieuse sont des variantes du big bang.

[deftronide 228]

Pour se rendre compte de l'identité d'un systeme il faut se placer à l'exterieur de ce systeme, la seule façon pour l'homme de sortir de l'univers c'est casser de la matière.

[thclavel 356]

Des Alain Blanchard ca manque pas ,on en trouve tout au long de l'histoire des sciences ,je sais! je sais! je sais !........

Pour ce que j'en disais....

[Ulysse 0]

Quelqu'un a-t-il connaissance des travaux de Laurent Nottale sur la relativité d'échelle ?
A l'époque où je m'intéressais un peu à la cosmologie, il y avait eu plusieurs articles dans des revues scientifiques. En gros, il considérait que l'espace et le temps était fractals, et ça lui permettait de s'affranchir de la question délicate du "grand boum" originel, qui n'apparait pas dans son modèle.
Je n'en ai pas entendu reparler depuis.

[Ulysse 0]

Heu... non, j'ai rien dit :
http://spoirier.lautre.net/nottale.htm

[debricon 2]

Lu dans le dernier C&E cette citation du physicien Russe Lev Landau: "La cosmologie est toujours fausse mais jamais en doute". C'est vrai que lorsque l'on pense que la cosmologie géocentrique de Ptolémée a été la théorie "officielle" pendant des siècles avant d'être complètement démontée par Copernic et consort, même s'il est vrai qu'à l'époque le poids de la religion était tel qu'il interdisait toute recherche allant contre le dogme, il faut rester humble.
La théorie du Big Bang n'a que quelques dizaines d'années
et commence déjà à prendre du plomb dans l'aile, il y a de fortes chances que d'ici à quelques décennies elle soit complètement remaniée, voire abandonnée du fait du progrès des moyens d'investigation des chercheurs.

[Bruno- 3 990]

La théorie du Big Bang n'a pas du plomb dans l'aile. Elle n'a "que" quelques dizaines d'années (75 ans, en gros) mais, pour le vingtième siècle, c'est énorme. Et elle est sans cesse mise en doute puisqu'on cherche toujours des vérifications observationnelles.

Il ne faut pas croire que le Big Bang est un dogme. C'est simplement que, depuis 75 ans, c'est-à-dire pendant qu'on faisait une foultitude de découvertes capitales en astrophysique, on n'a pas trouvé la moindre raison de la considérer comme fausse.

Ça viendra peut-être ?

[debricon 2]

Si, je pense que le big band est le "dogme" actuel de l'astrophysique mais la grande différence avec le dogme religieux du Moyen Age, heureusement, c'est qu'on n'encoure plus le bûcher à le contester et surtout qu'il s'appuie sur des synthèses scientifiques et non pas sur des textes fumeux.
Sinon il me semblait avoir lu que l'observation récente de galaxies distantes de 13 milliards d'a.l ne collait pas trop avec la théorie et qu'il fallait commencer à ruser sérieusement avec elle pour la faire coller aux dernières observations.

[Gordon 0]

Debricon : "Si, je pense que le big band est le "dogme" actuel de l'astrophysique mais la grande différence avec le dogme religieux du Moyen Age, heureusement, c'est qu'on n'encoure plus le bûcher à le contester et surtout qu'il s'appuie sur des synthèses scientifiques et non pas sur des textes fumeux."

Précisément ce n'est pas un dogme car il s'appuie sur des 'synthèses scientifiques' comme tu dis.
Le dogme relève de l'obscurantisme, c'est à dire de l'acte de foi ,non vérifié et non réfutable. Le Big Bang est réfutable (mais a prioti non réfuté à ce jour) et ne repose sur aucune croyance (bien au contraire, il est né de constatations qui heurtaient les convictions des scientifiques de l'époque). Donc rien à faire, même si la domination de cette théorie peut créer des tendances dogmatiques dans les raisonnements et les comportements, conduire à des blocages intellectuels face à des théories dissidentes, ce n'est définitvement PAS un dogme.,

[debricon 2]

Gordon> Là on joue avec les mots. C'est certain qu'étymologiquement la notion de dogme se réfère à la religion, avec l'obscurantisme que ça implique, ou à la philosophie, mais par extension ça s'applique aussi à toute "opinion imposée comme vérité indiscutable", ce qui est le cas pour le big-bang, du moins présenté par certains scientifiques dogmatiques
Bon, il y a du dogmatisme dans pratiquement tous les domaines d'activité humaine, ça fait partie de nos faiblesses, c'est vrai que lorsque l'on croit dur comme fer à quelque chose c'est toujours extrêmement inconfortable de remettre en cause ses convictions.

[Joël Cambre 1]

Sans parler de dogme, je pense qu'il n'est pas bon pour un astronome dont la carrière est encore devant lui d'exprimer des doutes sur la théorie dominante du moment. C'est vrai dans tous les milieux et toutes les disciplines. La carrière du jeune commandant de Gaulle a pâti de ses théories éthérodoxes sur l'emploi des chars dans les années trente.
C'est probablement pourquoi ce qui doutent du big bang sont peu nombreux car ils le font en secret ou sont en fin de carrière. Ou sont très courageux... Il y a un fil de discussion intéressant à ce sujet sur fr.sci.astrophysique.
"Les braves gens n'aiment pas que... l'on prenne d'autres chemins qu'eux" disait Brassens...

[debricon 2]

Joël, tu as tout à fait raison, aller contre les "dogmes" officiels ne mène plus au bûcher mais peut être extrêmement préjudiciable au bon déroulement d'une carrière. Tu cites De Gaulle, on pourrait aussi parler de Ravel qui dut passer 5 fois le prix de Rome avant de l'obtenir tellement sa musique allait à l'encontre des "dogmes" esthétiques de l'époque.
François

site perso

[Bruno- 3 990]

Mais qu'est-ce que vous racontez ????

« ça s'applique aussi à toute "opinion imposée comme vérité indiscutable", ce qui est le cas pour le big-bang »

N'importe quoi !!!! Le big bang est présenté comme une théorie reposant sur des faits (observationnels) et une théorie on ne peut plus solide (la relativité générale), que personne ne cherche à imposer. Simplement, c'est la seule théorie qui explique les faits. C'est tout. Ce n'est pas plus dogmatique que la tectonique des plaques ou la théorie de l'évolution des espèces.

« c'est vrai que lorsque l'on croit dur comme fer à quelque chose c'est toujours extrêmement inconfortable de remettre en cause ses convictions. »

D'où l'intérêt de la science, où on ne demande pas de croire mais de comprendre.

« je pense qu'il n'est pas bon pour un astronome dont la carrière est encore devant lui d'exprimer des doutes sur la théorie dominante du moment. »

Au contraire, on dirait que ce qui est à la mode, ce sont les théories exotiques. Un scientifique qui travaille sur les trous noirs, les cordes, les supercordes, les Univers fractales, etc. sera sûr d'être écouté. Même H. Arp, dont les assertions sont en majorité infonfées (les ponts de matières qu'il croyait voir n'existent pas, en général), est archi-connu.

« C'est probablement pourquoi ce qui doutent du big bang sont peu nombreux »

N'importe quoi !!!! Ils sont peu nombreux tout simplement parce que les raisons de douter du big bang sont très peu nombreuses (et peu solides) !

Joël, Debricon : en vous basant sur quelques exemples (De Gaulle, Ravel) vous énoncez un principe général (ceux qui pensent à contre-courant sont mal vus, non pas parce qu'ils ont tort, mais parce qu'ils ont la majorité contre eux). Or ce principe n'est pas toujours vrai ! Trois exemples ne font pas une démonstration ! Il existe des tas d'exemples de gens qui pensaient à contre-courant et qui avaient tort !

En ce qui concerne le big bang, c'est une théorie bien établie, mais il n'est pas interdit d'en trouver une autre. Simplement, pour l'instant, ça ne sert pas à grand chose puisque le big bang fonctionne bien (il faut plutôt chercher à l'améliorer, mais pas à la changer). C'est tout.

[debricon 2]

Bruno>"(il faut plutôt chercher à l'améliorer, mais pas à la changer). C'est tout." Ah, moi j'appelle çà une attitude dogmatique
Le système de Ptolémée a bien fonctionné pendant des siècles, il suffisait de rajouter quelques sphères de temps en temps pour tenir compte des anomalies observationnelles.

[Joël Cambre 1]

Holà Bruno je n'ai rien contre le Big bang moi, Dieu m'en préserve, si j'ose dire... Je m'interroge c'est tout. Au début il était sulfureux lui aussi auprès de la majorité des astrophysiciens car c'était l'abbé Lemaître qui en était à l'origine et le Vatican était bien content de ce concept cosmologique créationniste qui venait crédibliser la Bible! Depuis il s'est imposé par les faits et lutter contre une idée majoritairement reçue est toujours dur, partout et toujours, car notre esprit n'aime pas ce qui est nouveau, il a des habitudes et des carrières se font et reposent sur la défense de ce type de théorie.
On verra bien. Il y a des problèmes avec le Big bang, quand même, d'après ce que j'avais lu dans un récent N° de Ciel et Espace.

[Bruno- 3 990]

Debricon : « Ah, moi j'appelle çà une attitude dogmatique »

Tu sais bien que non puisqu'elle repose sur une théorie et non une croyance (ah oui, tu disais ça pour rire, OK).

Sinon, quand je parlais d'amélioration, ce n'était pas pour parler d'ajustements ad-hoc permettant à chaque fois de coller observations (ce n'est pas scientifique, ça !) mais pour dire qu'il fallait préciser les choses, par exemple savoir quelle est la place de la matière noire, quelle est la valeur de la constante de Hubble et de sa dérivée, quel est le type précis de géométrie de l'Univers (espace fini ou infini), etc.

Joël : « Depuis il s'est imposé par les faits et lutter contre une idée majoritairement reçue est toujours dur »

Oui, imposé par les faits, et non pas en tant qu'idée reçue ! Lutter contre une théorie solide et sans alternative connue est effectivement difficile, vu qu'on n'a rien d'autre sur quoi s'appuyer. Surtout que je ne vois pas l'intérêt de lutter contre le big bang.

« Il y a des problèmes avec le Big bang, quand même »

Oui, c'est pour ça que la science n'est pas finie. Il y a des problèmes à résoudre dans toutes les sciences, dans toutes les théories, et du coup les chercheurs ne sont pas encore tous à la retraite. Mais rien, pour l'instant, n'indique qu'on avait fausse route et qu'il faut tout reprendre à zéro.

[debricon 2]

Mais non Bruno, comme on l'a dit plus haut, on peut très bien avoir une attitude dogmatique en s'appuyant sur une théorie scientifique. Einstein lui-même a eu une attitude très dogmatique vis à vis de la physique quantique "Dieu ne joue pas aux dés" par exemple.

[stanley 0]

En attendant c'est toujours les astronomes et les physiciens
qui veulent détenir les clés du paradigme...pas les philosophes !
Dans ce débat ,on sent quand même une idée sous-jacente ?le
big bang n'est t'il pas une idée préconsue par une forme d'intelligence qui doit forcément aboutir à ce résultat?!
On peut répondre non et louer l'efficacité de la théorie mais ça n'élimine pas la question? L'exemple du modèle de
Ptolémé est un bon exemple d'une théorie qui a marché avec son temps . Ca ne met pas en cause la théorie du gros boum pour autant mais ça la relativise dans l'esprit de certains . Donc on est pas obligé de "croire" au paradigme ,mais pour le moment on doit admettre que c'est le modèle le plus efficace pour obtenir un consensus entre astronomes et physiciens puisqu'ils en conviennent sans l'avoir totalement démontré.Le plus drôle c'est que la théorie de Ptolémé permettrait encore de naviguer même si elle est fausse alors que celle du gros boum je vois pas trop, mais je me trompe peut être? ! On va bien trouver une application, non?.. ah si...! pour l'instant ça fait vendre des bouquins et des émissions de télé sur l'astronomie virtuelle(celle avec pleins d'effets spéciaux), c'est déja çà!

[dg2 2 042]

Ce que l'on appelle "théorie du Big Bang", c'est juste le fait que l'univers est en expansion et qu'il était par le passé plus dense et plus chaud. Ce sont là désormais des faits presque aussi incontestables que le fait que la Terre tourne autour du soleil. La question qui, elle, est ouverte, c'est de savoir jusqu'où notre connaissance de la physique et de l'univers nous permettent de remonter dans son histoire. Ce n'est pas du tout la même chose !

Si l'on observe les galaxies dans le visible ou l'infrarouge, on peut aller jusqu'à un redshift entre 5 et 10, soit quelques centaines de millions d'années après la nucléosynthèse primordiale (l'époque "très chaude" de l'histoire de l'univers). Si on regarde le fond diffus cosmologique, on voit l'univers tel qu'il était à un redshift d'environ 1100, soit quand sa température était 1101 fois plus élevée qu'aujourd'hui (dans les 300000 ans après la nucléosynthèse). On ne peut pas "voir" dans le domaine électromagnétique plus loin que le fond diffus cosmologique : l'univers était auparavant trop dense et donc trop opaque, exactement comme on ne voit que la surface et non l'intérieur d'une étoile. Il existe cependant un certain nombre de faits qui permettent de remonter indirectement à des époques plus anciennes. L'observation de l'abondance des éléments légers permet de vérifier que l'univers était dans l'état prédit par les modèles de type Big Bang quand sa température était de l'ordre de 1 milliard de degré (l'époque de la nucléosynthèse). Ce fait est connu depuis plusieurs décennies, et a été régulièrement conforté par l'amélioration des observations.

Remonter encore plus tôt dans l'histoire de l'univers est plus difficile mais reste faisable. Quand on observe le soleil, même si on en voit pas l'intérieur, on peut connaître sa structure interne en observant les vibrations de sa surface : en gros, la vitesse à laquelle se déplacent des "vagues" de telle longueur est déterminée non seulement par la structure de la surface du soleil, mais aussi par ses couches plus profondes. C'est ce que l'on appelle l'héliosismologie. On peut faire sensiblement la même chose en cosmologie. Quand on regarde le fond diffus cosmologique, on voit en gros une surface qui correspond à une région centrée sur nous. C'est finalement un peu comme regarder la surface du soleil. On observant les irrégularités de cette région (en pratique, on observe de petites différences dans la température d'environ 2,726 kelvins), on observe de même l'équivalent de "vagues" à la surface du soleil. Ici, on observe une photo en quelque sorte figée, mais cela suffit, sous certaines hypothèses, à sonder l'univers tel qu'il était à des époques plus anciennes. Les détails de l'histoire sont longs et compliqués, mais pour résumer, tout porte à croire que l'on peut alors remonter, ou en tout cas s'assurer que l'univers a connu une phase pendant laquelle la température était dans les 10^20 (cent milliards de milliards) fois plus grande que lors de la nucléosynthèse. Ce gain énorme en température ne se fait pas sans contrepartie : on sait que l'univers est passé par cette phase sans trop savoir le détail de ce qu'il s'y est passé ensuite. Mais dans l'état de notre connaissance de la physique, disons que l'on voit mal comment les choses pourraient être autrement. C'est peu, diront certains, mais c'est quand même pas mal.

Évidemment, ce tableau un peu idyllique est un peu trompeur : il y a des choses que l'on ne sait pas bien : on ne sait pas quelle est la nature exacte de la matière noire, on ne sait pas quelle est la nature de la constante cosmologique, on ne sait pas pourquoi il y a environ un milliards de fois moins d'atomes que de photons dans l'univers. Mais cela n'empêche pas d'avoir des certitudes par ailleurs : les modèle du Big Bang s'avère cohérent avec ce que l'on observe, et c'est déjà pas mal. Il reste donc un certain nombre de questions en suspens, mais c'est beaucoup moins grave que si des observations ne pouvaient pas être expliquées, voire étaient en contradiction avec ce cadre là.

S'il fallait faire un parallèle avec des choses déjà vécues, on peut imaginer qu'un nouveau modèle cosmologique génèrera des changements en cosmologie comme l'arrivée de la relativité générale en a produit dans le domaine de la gravitation. Bien sûr la relativité générale a révolutionné notre conception de l'espace, mais elle n'a pas pour autant enterré la gravitation universelle. Au contraire, elle a donné une explication à celle-ci, et a montré son domaine exact de validité, domaine qui s'est finalement avéré très étendu. En d'autres termes, elle n'a pas remis en cause la plupart des résultats qui avaient été obtenus jusqu'alors. Il est probable que un nouveau modèle cosmologique aura un statut semblable : il ne remettra pas grand chose en cause de ce que l'on pense savoir sur l'univers d'après la nucléosynthèse, et il n'est pas certain qu'il bouleversera ce que l'on pense déjà acquis des époques plus anciennes. Par contre, on aura (peut-être !) des réponses sur l'éventuelle origine de l'univers : a-t-il ou non toujours été en expansion, existe-t-il depuis un temps infini ou pas, est-il fini ou non, etc, etc. Une nouvelle idée ne s'accompagne pas nécessairement (c'est même peu probable) d'une remise en cause de tout ce qui a été fait auparavant : elle permet le cas échéant d'aborder les choses sous un angle nouveau et d'apporter des réponses à des questions en suspens.

Pour revenir à ce que fait Narlikar qui a été cité, celui a beaucoup travaillé sur les modèles dit d'état stationnaire, avec un univers en expansion, mais avec création continue de matière, ce qui assure une densité constante. Ce modèle pouvait éventuellement marcher il y a 40 ans, mais est désormais en désaccord flagrant avec quantités d'observations. On peut bien sûr toujours "sauver les apparences" en rajoutant tel ou tel ingrédient au modèle de façon à essayer tant bien que mal de coller aux observations. Mais que gagne-t-on à faire cela ? À l'instar de la théorie des épicycliques, ce n'est pas en raffinant ce modèle là qu'on l'améliore : au contriare, quand on est sans cesse obligé de rajouter des ingrédients au modèle pour s'accorder avec les observations, on est nettement moins convainquant que quand on fait des prédictions dans le cadre de tel ou tel modèle, prédictions ensuite vérifiées par les observations. Les modèles de type Big Bang sont à ce jeu immensément plus prédictifs que leurs concurrents. Mais il existe dans ce type de modèles diverses variantes qui elles sont plus ou moins en concurrence. Aujourd'hui, elles s'appellent dimensions supplémentaires, univers ekpyrotique, pré Big Bang, inflation. Le pré Big Bang est un modèle qui est en train de mourrir car incapable d'expliquer une ou deux observations cruciales. De tous les autres, c'est l'inflation qui tient la corde, mais il est difficile de préjuger de ce que sera l'avenir. En tout état de cause dans les modèles encore viables, il y a des questions non résolues. Cela ne signifie pas que le modèle est en défaut mais qu'il est incomplet. Ce n'est pas la même chose.

Pour stanley : la théorie du gros boum donne une (la ?) réponse à la question "Pourquoi la nuit est-elle noire ?" La nuit est noire, donc on voit des étoiles et donc on peut naviguer, alors que la théorie des épicycliques ne s'intéresse qu'au mouvement des planètes, peu utile (à ma connaissance) pour la navigation...

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 30-03-2005).]