Les astronomes acceptent généralement la théorie selon laquelle notre univers ressemble à ce qu'il fait à cause de l'inflation cosmique - une expansion rapide dans les moments qui suivent sa naissance. Mais l'inflation n'est pas le seul modèle qui explique le début de l'univers. Il y en a d'autres, et ils deviennent farfelus.
Trois physiciens de l'Université de Buffalo - Ghazal Geshnizjani, Will Kinney et Azadeh Moradinezhad Dizgah - ont entrepris d'étudier d'autres modèles cosmiques. Leur étude intitulée «Conditions générales pour les perturbations invariantes à l'échelle dans un univers en expansion» a été publiée en novembre dans le Journal de Cosmologie et Physique des Astroparticules (à ne pas confondre avec le Journal of Cosmology) et contenait des résultats intéressants.
Ils sont restés avec les bases - que la théorie de la gravité est correcte et que le premier univers s'est rapidement étendu. Avec ces deux contraintes, l'équipe a découvert que seuls trois modèles expliquent l'univers primitif et la distribution de la matière que nous observons aujourd'hui. Mais ces modèles nécessitent une physique très étrange.
Selon leurs calculs, l'univers primitif nécessitait une expansion cosmique accélérée (inflation), une vitesse du son plus rapide que la vitesse de la lumière, ou une énergie cosmique extrêmement élevée pour se retrouver avec notre univers actuel. Le troisième modèle exige en fait une énergie si élevée que les scientifiques devraient invoquer une théorie de la gravité quantique comme la théorie des cordes pour expliquer les dimensions supplémentaires de l'espace-temps qui surgiraient.
Le message à emporter? L'inflation s'avère être le seul moyen d'expliquer l'univers dans le contexte de la physique standard, a déclaré Kinney. Il permet à quelqu'un de trouver de la physique exotique pour expliquer ou créer d'autres modèles, comme une vitesse du son plus rapide que celle de la lumière, mais soupçonne que les gens sont plus à l'aise de travailler avec des modèles qui correspondent aux lois communément admises de la physique des particules.
La difficulté d'expliquer d'autres modèles, a déclaré Kinney, "met l'idée de l'inflation sur une base beaucoup plus solide, car les alternatives disponibles ont des problèmes, ou des bizarreries, avec eux."
L'inflation cosmique intègre la théorie quantique des champs pour expliquer la distribution de la matière dans l'univers. Dans des circonstances normales, des particules de matière et d'antimatière peuvent apparaître soudainement avant de se heurter et de s'anéantir instantanément. Ces paires se sont détachées si rapidement après la naissance de l'univers qu'elles n'ont pas eu la chance de se recombiner. La même théorie s'applique aux gravitons et aux antigravitons, qui forment des ondes de gravité.
Ces particules de matière sont à la base de toute structure dans le Space Magazine. De minuscules fluctuations provoquent l'effondrement de la matière et forment des étoiles, des planètes et des galaxies.
Mais la chasse à d'autres modèles viables se poursuit. Kinney, pour sa part, n'a pas fini d'explorer d'autres théories, y compris celles qui reposent sur des vitesses sonores supraluminiques. Il peut encore y avoir des changements majeurs dans notre compréhension du cosmos.
Source: Université de Buffalo
