Point d'origine du Big Bang

question posée le 18-03-2014 par Marie

L\'inflation de l\'Univers
L'inflation de l'Univers

Crédit: WMAP Science Team, NASA

Bonjour, à l'occasion de nouvelles découvertes tendant à confirmer la théorie du bigbang, je me demandais si ''on"" savait où se situait probablement le point d'origine de cette explosion par rapport à notre position ? Et est-ce que nous sommes en plein milieu ? sur les extérieurs ?

réponse du 19-03-2014 par Fabrice Mottez

Dans une explosion il y a un centre et on peut se demander comme vous le faites où on se situe par rapport à l'endroit d'où est partie l'explosion. C'est important car les choses se passent différemment suivant que l'on est loin ou près de ce point.

Mais dans une explosion, il y a un espace et un temps qui existaient avant l'explosion. L'espace s'étend bien au delà de la région centrale de l'explosion.

Or le Big Bang, contrairement à ce que son appellation pourrait laisser penser, n'est pas une explosion. Le Big Bang ne s'est pas produit dans un espace plus grand que l'univers. Le Big Bang correspond à la totalité de l'espace existant, à la totalité de l'univers.

Quand les scientifiques parlent en termes précis, il n'utilisent pas le terme Big Bang. Ils parlent d'expansion de l'univers. C'est moins drôle, mais plus précis. La dénomination Big Bang fait penser à une explosion, mais c'est un terme inadapté, qui était à l'origine une blague d'un scientifique qui n'était pas convaincu de l'expansion de l'univers. Du coup il l'avait comparé (pour se moquer, pas sérieusement) à un univers qui serait comme le produit d'une explosion. Mais ce n'est pas ainsi. Malheureusement, cette image a plu aux gens et elle est restée.

Pour vous représenter un peu la géométrie de la chose, imaginez un ballon que l'on gonfle, mais l'espace qui représenterait l'univers est seulement sa surface. Sa surface grandit, et cependant, elle n'a pas de centre. Et toutes les poussières posées à sa surface, où qu'elles soient, s'éloignent les unes des autres. Et il n'y a aucun endroit particulier à la surface du ballon comme le serait le point de départ d'une explosion.

Vous me répondrez que le ballon a un centre (hors de la surface). Certes, mais l'univers correspondrait seulement à la surface du ballon, pas à son intérieur.

Si le centre du ballon vous gêne, on peut faire le même raisonnement avec des surfaces sans bord, de taille finie, et dépourvues de centre. Par exemple (si vous connaissez cette figure) avec une bouteille de Klein.

Quand on est sur une surface qui n'a pas de bords (comme le ballon ou la bouteille de Klein), il n'y a pas d'endroit qu'on peut définir comme un centre de la surface. Si on dilate cette surface, tous les points de la surface s'éloignent les uns des autres. C'est cela le sens du Big Bang (ou mieux : de l'univers en expansion)  : un univers sans bord, dépourvu de centre, et qui s'agrandit en ce sens que les galaxies (leur propre mouvement mis à part) s'éloignent toutes les unes des autres. Dans ce genre de situation, pour peu que la dilatation n'entraîne pas en plus une déformation, tous les points s'éloignent les uns des autres de la même manière. C'est partout pareil.

C'est donc très différent d'une explosion, car dans une explosion, il y a le point où l'explosion a commencé, et les autres.

Dans ce cadre, on peut modifier votre question de la façon suivante : où est actuellement l'endroit où l'univers a commencé ? La réponse est : partout. Sur Terre comme dans les galaxies les plus lointaines.

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