Où « l'espace » existe-t-il ?
Réponses
Les gens ont lutté avec le mystère de la raison pour laquelle l'univers existe depuis des milliers d'années. Presque toutes les cultures anciennes ont inventé leur propre histoire de création - la plupart d'entre elles laissant la question entre les mains des dieux - et les philosophes ont écrit des tonnes de choses sur le sujet. Mais la science a eu peu à dire sur cette question ultime.
Cependant, ces dernières années, quelques physiciens et cosmologistes ont commencé à s'y attaquer. Ils soulignent que nous avons maintenant une compréhension de l'histoire de l'univers et des lois physiques qui décrivent son fonctionnement. Cette information, disent-ils, devrait nous donner un indice sur comment et pourquoi le cosmos existe.
Leur réponse, certes controversée, est que l'univers entier, de la boule de feu du Big Bang au cosmos étoilé que nous habitons maintenant, a surgi à partir de rien du tout. Cela devait arriver, disent-ils, parce que "rien" n'est intrinsèquement instable.
Cette idée peut sembler bizarre, ou juste une autre histoire de création fantaisiste. Mais les physiciens soutiennent que cela découle naturellement des deux théories les plus puissantes et les plus réussies de la science : la mécanique quantique et la relativité générale.
Voilà donc comment tout a pu venir de rien.
(Crédit : NASA, ESA, M. Postman (STScI), équipe CLASH, équipe Hubble Heritage (STScI/AURA))
Particules de l'espace vide
Nous devons d'abord jeter un coup d'œil au domaine de la mécanique quantique. C'est la branche de la physique qui traite de très petites choses : les atomes et même les plus petites particules. C'est une théorie extrêmement réussie, et elle sous-tend la plupart des gadgets électroniques modernes.
La mécanique quantique nous dit qu'il n'y a pas d'espace vide. Même le vide le plus parfait est en fait rempli par un nuage tourbillonnant de particules et d'antiparticules, qui s'embrasent et disparaissent presque instantanément dans le néant.
Ces particules dites virtuelles ne durent pas assez longtemps pour être observées directement, mais nous savons qu'elles existent par leurs effets .
Le groupe de galaxies du Quintette de Stephan (Crédit : NASA, ESA et l'équipe Hubble SM4 ERO)
Espace-temps, sans espace ni temps
Des petites choses comme les atomes aux très grandes choses comme les galaxies. Notre meilleure théorie pour décrire de telles structures à grande échelle est la relativité générale, la réalisation suprême d'Albert Einstein, qui définit le fonctionnement de l'espace, du temps et de la gravité.
La relativité est très différente de la mécanique quantique, et jusqu'à présent, personne n'a été capable de combiner les deux de manière transparente. Cependant, certains théoriciens ont pu appliquer les deux théories à des problèmes particuliers en utilisant des approximations soigneusement choisies. Par exemple, cette approche a été utilisée par Stephen Hawking de l'Université de Cambridge pour décrire les trous noirs.
Source : Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?
L'affirmation selon laquelle l'univers est en expansion est probablement un terme qui est souvent mal compris. Nous devons d'abord examiner les raisons pour lesquelles ils disent que l'univers est en expansion.
L'univers en expansion est découvert en découvrant le phénomène de décalage vers le rouge et le fait que les galaxies s'éloignent les unes des autres.
Mais en fait, le terme d'expansion n'est peut-être pas le bon pour ce cas, car l'univers ne s'étend en réalité à rien, contrairement à un ballon qui se dilate à l'extérieur dans l'espace qui l'entoure, le terme d'expansion est plutôt utilisé pour désigner le fait que l'espace entre les galaxies s'étire d'une manière ou d'une autre et que les galaxies elles-mêmes sont stationnaires. Puisque l'espace entre les galaxies est augmenté en raison de l'étirement de l'espace, les galaxies semblent s'éloigner les unes des autres.
Cette explication peut ne pas apparaître intuitivement, car d'après nos expériences, nous voyons toujours que l'espace autour de nous dans le monde est immobile, et nous ne considérons pas l'espace comme quelque chose capable de s'étirer, mais l'espace selon la relativité générale (GR) n'est pas le simple celui que nous voyons tous les jours.
L'espace selon GR est une entité plus compliquée qui est capable de s'étirer ou même de se plier. Il est donc nécessaire d'imaginer les choses à travers cette notion d'univers pour comprendre l'expansion, plutôt que notre notion de bon sens d'expansion.
De plus, puisque cette notion complexe d'espace n'a rien à voir avec ce que nous rencontrons dans la vie réelle, aucune analogie ne peut satisfaire ce phénomène en expansion.
Quant au multivers, ce n'est qu'une spéculation ou une idée créative et notre race humaine est encore bien trop jeune pour comprendre quoi que ce soit de ce genre.