Modèle d’état stationnaire de l’univers

Le recul est une chose merveilleuse. En regardant en arrière à partir de ce que nous savons maintenant, l’idée d’un univers à l’état stable semble être un modèle qui ne correspond pas à notre compréhension de la cosmologie. Comme je l’ai dit, le recul est une chose merveilleuse ! À l’heure actuelle, le modèle du Big Bang est celui que nous considérons comme le mieux adapté pour expliquer le passé profond de l’univers, mais au fil des décennies, plusieurs autres modèles ont été proposés, certains meilleurs que d’autres. L’univers à l’état stable était l’une de ces théories proposées.

Le modèle à l’état stable a été proposé par trois personnes en 1948, Hermann Bondi, Thomas Gold et Fred Hoyle. Il est basé sur l’hypothèse qu’aux grandes échelles, l’univers est complètement homogène ; qu’il a la même apparence de n’importe où dans l’univers à n’importe quel moment. À l’époque, cette théorie n’était pas aussi folle en raison de notre manque de compréhension de l’univers. Plus nous en avons appris sur l’univers au cours du dernier demi-siècle, plus il est probable que la théorie de l’état stationnaire de l’univers est tout simplement fausse.

L’idée du modèle de l’état stationnaire était de rendre compte de certains des problèmes qui étaient considérés à partir du modèle du Big Bang : le fait que l’univers a été calculé pour être plus jeune que le système solaire était un gros problème avec le modèle du Big Bang en 1948. Le problème à l’époque était que la constante cosmologique était beaucoup, beaucoup plus élevée en 1948 que ce qui a été calculé aujourd’hui, la mission Planck très récente obtenant ~67 km/s/Mpc ou les ~72 km/s/Mpc des données de la mission WMAP. La constante cosmologique originale a été calculée par Hubble comme étant de l’ordre de 500 km/s/Mpc, même après que des résultats plus précis aient été obtenus. En 1948, elle était encore BEAUCOUP plus élevée que ce que nous savons être vrai aujourd’hui. Comme plusieurs des autres théories envisagées à l’époque, le modèle de l’état stationnaire a en fait corrigé certains problèmes du modèle du Big Bang de l’époque.

Il y avait quelques raisons pour lesquelles le modèle de l’état stationnaire a finalement été abandonné, et l’une des raisons n’était pas du tout scientifique, mais purement philosophique. L’idée d’un univers qui a toujours existé ne plaisait pas à beaucoup de gens, car elle allait à l’encontre des croyances créationnistes, selon lesquelles l’univers n’a pas eu de commencement et a toujours existé. Bien que cela ne suggère pas que l’église s’acharnait sur les scientifiques comme elle le faisait des siècles plus tôt, c’était juste un sentiment parmi les différents scientifiques.

En dehors des raisons philosophiques, il y avait beaucoup d’autres raisons scientifiques de croire que le modèle du Big Bang l’emporte sur celui de l’état stationnaire. Comme le modèle de l’état stationnaire suggérait que l’univers était homogène (le même vu de toutes les directions et à n’importe quel moment de l’histoire de l’univers), les observations des premières parties de l’univers vont à l’encontre de cela. De notre point de vue, l’univers est isotrope à grande échelle, c’est-à-dire qu’il a la même apparence quelle que soit la direction dans laquelle on regarde, mais l’accélération de l’expansion de l’univers ne lui permet pas d’être homogène. Pour qu’un univers reste homogène, il doit avoir une densité constante, et avec l’univers en expansion, cela signifie que dans le cadre du modèle d’état stable, la matière est créée au fur et à mesure que le nouvel espace se forme.

Le dernier commentaire signifie qu’il devrait y avoir des galaxies anciennes et nouvelles ensemble en même temps, mais ce n’est pas ce que nous observons lorsque nous regardons dans l’univers. Le modèle du Big Bang affirme que dans les premières parties de l’univers, la densité était beaucoup plus élevée, alors que le modèle de l’état stationnaire signifie que l’univers d’aujourd’hui devrait ressembler plus ou moins à ce qu’il était il y a 13 milliards d’années – il a toujours eu la même apparence et continuera toujours à rester le même.

Une autre preuve contre l’état stationnaire de l’univers est la détection de micro-ondes provenant de toutes les directions. Selon le modèle de l’état stationnaire, cela est dû à d’anciennes étoiles dont la lumière est absorbée et diffusée par la poussière et autres. De toute évidence, si ce sont des objets ponctuels qui sont diffusés, les données relatives aux micro-ondes recueillies n’auraient pas été aussi lisses qu’elles ne le sont. En jetant un coup d’œil aux données WMAP que nous avons ou même aux données Planck, la variance ne peut pas provenir de sources ponctuelles comme les étoiles.

Au cours de l’histoire, de nombreuses théories ont été proposées pour expliquer différents phénomènes, certaines beaucoup plus farfelues que d’autres. Le modèle de l’état stationnaire n’était qu’une des nombreuses théories qui ont été proposées au cours du siècle dernier pour expliquer d’où vient l’univers et où il se dirige. Avec les informations dont nous disposons aujourd’hui, il est parfois difficile de croire que de tels modèles théoriques aient pu être envisagés, tant ils sont éloignés de la réalité. Pour mettre en pratique ce que nous savons aujourd’hui, la théorie des cordes est un excellent exemple. La théorie des cordes est un moyen par lequel de nombreux scientifiques tentent d’unifier la relativité générale et la mécanique quantique, et dans quelques décennies, nous pourrions tous soit regarder en arrière la théorie des cordes comme étant la vérité pure et dure, soit une idée folle et nous exclamer « Mais à quoi pensaient-ils donc ! »

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