Les ride de l'univers

texte/entretien avec Stephen Hawking
mai 1992

Des rides sur l'Univers

Jusqu'à l'aube de ce siècle, on pensait que l'Univers ne changeait guère avec le temps. Les théologiens et les philosophes débattaient d'ailleurs pour déterminer si l'Univers avait toujours été là, ou bien s'il avait été conduit à apparaitre dans un passé plus ou moins récent. Comme il n'y avait guère d'observations concluantes pour trancher dans un sens ou dans l'autres, les chercheurs élaboraient leurs théories sur du sable.

La situation fut complètement modifiée au début des années 20, quand l'astronome Edwin Hubble découvrit que l'univers était en expansion continue : les galaxies lointaines s'éloignent de nous, et plus elles sont loin, plus elles s'éloignent rapidement.
Puisque les galaxies s'éloignent ainsi les unes des autres, elles doivent fatalement avoir été plus voisines dans le passé. Si l'on remonte à contre-sens le film de l'expansion de l'univers, il y a environ 15 milliards d'années, les galaxies ont ainsi dû être entassées les unes sur les autres. Des travaux mathématiques que Roger Penrose et moi avons menés ont montré qu'en accord avec la Théorie de la Relativité Générale d'Einstein, cet instant doit correspondre à ce qui s'appelle une singularité, un endroit où l'espace et le temps eurent un début ou une fin. Dans ce cas, il s'agit évidemment d'un début, le Big Bang.

Une forte évidence que l'univers débuta avec le Big Bang s'imposa en 1965, avec la découverte d'un bruit de fond de radiations micro-ondes, venant vers nous de toutes les directions du cosmos. Si vous dérèglez votre téléviseur, et le maintenez sur un canal vide de tout signal radio en provenance d'un satellite, quelques pour cent du bruit de fond et de la neige que vous voyez sur votre écran proviennent de cette rumeur, du bruit de fond de l'univers. Ce rayonnement est une sorte de fossile, ce qui reste comme trace à travers le cosmos de la boule de feu qui a existé, un bref moment après le Big Bang.

Un élément remarquable de ce bruit de fond consistait en son uniformité. Il paraissait rigoureusement le même, quelque soit la direction dans laquelle on regarde, du moins dans la limite des capacités de mesure des instruments dont nous disposions. Une explication plausible de ce caractère étrangement homogène fut proposée en 1981 par le physicien Alan Guth, du Massachussets Institute of Technology de Boston (Etats-Unis). Il suggéra que que l'univers initial, à son premier instant aconnu ce qu'on apelle une période d'inflation, doublant de volume à chaque fraction de sseconde, juste cmme les prix doublent tous les quelques mois dans certains pays. Cette folle croissance aurait rendu l'univers et le rayonnement fossile très calmes et homogènes, identiques dans toutes les directions de l'espace. Pourtant, j'ai montré à cette époque, et d'autres scientifiques sont parvenus aux mêmes résultats, que cela n'était pas possible. L'univers et le rayonnement fossile ne pouvaient pas être tout à fait homogènes, nous disaient les calculs. Il devait y avoir de petites irrégularités dans la distribution de la matière et des rayonnements d'énergie dans l'univers primitif. Avec le temps, ces irrégularités seraient devenues des lieux de croissance, obligeant la matière à se rassembler, à s'agglutiner pour former des galaxies, des étoiles, des planètes.

Depuis longtemps, les astronomes mesuraient le rayonnement fossile de manière de plus en plus précise, de façon à mettre le doigt sur ces infimes variations d'intensité avec la direction, qui devraient se produire si la théorie de formation de notre univers primitif et des galaxies est correcte.

Jusqu'à présent, suspense : ils n'avaient rien trouvé. Et cela devenait plutôt embarassant : si la précision des mesures avait encore progressé un peu sans que l'on ne trouve rien, nous aurions dû conclure que nos theories et nos représentations de l'univers primitif étaient fausses.

Heureusement, les derniers résultats du satellite COBE montrent le genre de fluctuations du bruit de fond qui étaient attendues par les théoriciens. Et ceci est excessivement important. Cela confirme confirme nos théories sur les premiers instants de l'univers, et comment des structures comme les galaxies, les étoiles, les planètes et même les hommes vinrent à exister dans un univers qui pourtant, à l'origine, était homogène. Cette observation est comparable, par son importance, à celle de l'expansion de l'univers ou la mise en évidence du rayonnement fossile.

Stephen Hawking





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