Big Bang Booming – Retour à l’avenir

Les cosmologistes théoriques passent une grande partie de leur temps à perfectionner ce qu’on appelle maintenant la théorie du «Big Bang». Ce concept provient d’idées percolées dans les esprits des scientifiques, des théologiens et des astronomes à travers les âges. Cependant, beaucoup de ce qu’ils considèrent comme une preuve pour le «Big Bang» dépend de l’expérimentation incontrôlée qui est moulée pour répondre à leurs attentes.

Alors Dieu a dit: « Qu’il y ait de la lumière », et il y avait de la lumière. Cette description ancienne de la création de l’univers trouvée dans le Livre de la Genèse peut être exacte après tout. La théorie du big bang décrit le début de l’univers comme précipité à partir d’un point infiniment petit. Dans ce petit volume, toute la matière et l’énergie ont été concentrées jusqu’à ce que son contenu a explosé soit dans une expansion fluide, soit dans une explosion énergétique incroyablement violente qui a formé les planètes, les étoiles et les galaxies. À l’origine, cette théorie avait une concurrence de ce qu’on appelle la théorie de l’état d’équilibre où l’univers se développe à jamais et de nouvelles matières et de l’énergie sont créées spontanément dans l’espace laissé par les galaxies en retrait. Cependant, des observations empiriques ont conduit les astronomes et les scientifiques à accepter le modèle du big bang. Mais comment at-on atteint ce point dans notre compréhension?

Au début du vingtième siècle, l’astronome américain Vesto Slipher et l’Allemand Carl Wirtz ont fait d’importantes découvertes astronomiques. À l’aide de l’analyse spectrale, Slipher a déchiffré les mélanges de gaz contenus dans les atmosphères planétaires ainsi que les nébuleuses. Ce qui distingue ses découvertes, c’est la découverte que la plupart, sinon toutes, les galaxies en dehors de la nôtre démontrent ce qu’on appelle un «Red Shift». Ce décalage est simplement une modification de la longueur d’onde de la lumière émise par ces objets faisant l’objet d’une enquête vers une longueur d’onde plus longue. Wirtz a également catalogué de nombreux changements rouges des nébuleuses qu’il a choisi d’étudier. Mais il était encore tôt qu’ils se rendent compte de la signification potentielle de leurs observations. Cela attendrait que la relativité générale d’Einstein soit interprétée par d’autres scientifiques grâce à une analyse mathématique plus poussée.

Ses contemporains ont démontré à Einstein que sa nouvelle théorie de la relativité générale publiée en 1916 n’était pas compatible avec un univers «statique» de l’espace spatial. La théorie prédit un univers en expansion ou en collapsus, mais pas un cosmos fixe. Parce qu’il croyait personnellement que l’univers était un continuum spatial invariable, Einstein s’engageait dans une certaine mesure scientifique. Pour corriger ce qu’il a perçu comme des «défauts» dans sa théorie, il a ajouté l’artifice d’une constante cosmologique connue sous le nom de lambda pour forcer l’univers statique à la réalité. La vision de la perfection d’Einstein dans un continuum de temps spatial immuable l’avait conduit dans une allée inverse autant que la notion de perfection d’Aristote avait amené ce grand philosophe à l’erreur de croire en une Terre statique au centre de l’univers.

Mais même avec l’addition de la constante cosmologique lambda, l’univers était encore instable et toute cette affaire serait plus tard considérée par Einstein comme sa « plus grande erreur ». Ses acrobaties cosmologiques derrière lui, Einstein a cédé la scène à d’autres pour une meilleure compréhension de sa propre théorie. Il appartient à Alexander Alexandrovich Friedmann d’examiner les conséquences de la relativité générale sans que lambda constante n’intervienne avec son étude de ces relations. Ce faisant, le mathématicien et cosmologiste russe a dérivé la solution qui prédit une structure cosmologique en constante expansion (1922), une prédiction qui était désagréable avec le concept de perfection universelle d’Einstein. Quelques années plus tard, Friedmann a publié ses conclusions dans «À propos de la possibilité d’un monde à courbure négative constante de l’espace». Mais toute la construction hypothétique manquait encore de mathématisation complète mathématique et théorique.

Entrez le révérend père Georges Lemaitre, prêtre catholique de Belgique. Rev. Fr. Lemaitre a fourni les équations nécessaires pour formuler la base de la théorie du Big Bang dans son travail intitulé «Hypothèse de l’atome primitif». Il a postulé que l’univers a commencé comme un atome primordial de volume infinitésimal et une énorme énergie de masse ainsi que l’espace et le temps et tout le reste comprenant l’univers futur. À un moment donné, l’univers a commencé par l’explosion de ce super atome. Lemaitre a publié ses idées théoriques entre les années 1927 et 1933 et a spéculé que le mouvement des nébuleuses a démontré la validité de l’explosion de son super atome cosmique. Malheureusement, il croyait à tort que les rayons cosmiques pourraient être un effet postérieur du big bang du super atome. On sait maintenant qu’ils ne proviennent pas d’une conflagration universelle, mais de sources galactiques non liées au big bang.

 

Cependant, la nouvelle théorie manquait encore d’une source majeure de soutien d’observation. Cela serait fourni par les observations d’Edwin Hubble sur le redshift des galaxies.

Où Slipher et Wirtz ont cessé, Hubble a utilisé une nouvelle technique pour discerner les propriétés des mouvements galactiques. En choisissant d’observer les étoiles qui sont connues sous le nom de Cepheid Variables, il pourrait effectuer plus précisément des mesures. Les cœlides sont un type d’étoile qui éclaire et s’assombrir et alléger les sauvegardes dans des périodes régulières qui sont bien connues. Les cœpides qui ont des temps de cycle identiques d’assombrissement et de luminosité à nouveau ont également une luminosité identique ou presque identique. Ainsi, si l’on compare la durée du cycle à la quantité de lumière apparente à l’observateur, il est possible de préparer avec précision une estimation de la distance au cephéide. De cette manière, Hubble avait constaté que les nébuleuses ou les galaxies présentaient un décalage rouge galactique; En d’autres termes, que les galaxies s’éloignaient de la nôtre à une vitesse qui est directement corrélée à la distance entre notre point de vue et la galaxie étudiée. Plus les galaxies étaient éloignées, plus vite ils semblaient aller en s’éloignant de nous. Les résultats de ces enquêtes sont maintenant connus sous le nom de loi de Hubble. Essentiellement, cette loi stipule que l’univers est dans un mode en constante expansion, dans lequel les distances intergalactiques continuent de croître sans être liées à l’infini. La loi de Hubble dépend du déplacement de la longueur d’onde de la lumière et après avoir été délimitée en 1929 a été prouvée à maintes reprises. En outre, la constante de Hubble a été recalculée à une valeur plus «parfaite» et conserve une grande probabilité d’être «recalculée» à l’avenir sur la base de nouvelles observations. Ainsi, il devrait être clair pour le lecteur que nos scientifiques ont une fatale habitude d’introduire leurs notions de beauté préconçues dans leurs modèles. De la Terre statique d’Aristote à la plus grande erreur de Einstein, la constante qui force un univers statique, nous ne procédons que de la sagesse de nos esprits faibles. Plus les choses changent, plus les choses restent les mêmes. L’humilité de l’homme ne connaît aucune limite dans nos tentatives de comprendre les choses sans la sagesse pour comprendre sa signification sous-jacente. Humble, nous ne l’sommes pas. Nous commettons les mêmes erreurs que nous avons toujours. Retour vers le futur. À suivre…