Le big bang, science ou supercherie ? Ondes gravitationnelles ou rayonnement Hawking ?

Les médias de masse en mal de sensations viennent d’annoncer à grands coups de dépêche une découverte majeure ayant prouvé la théorie du big bang. Plus précisément, les astrophysiciens en charge du programme d’observation BICEPS situé au pôle sud ont observé le fond de l’univers et ont trouvé des signaux correspondant à des ondes gravitationnelles. Ces ondes seraient une sorte de fossile permettant de déceler les traces du big bang tel qu’il est formalisé avec la théorie de l’inflation élaborée il y a quelques décennie par Alan Guth. Cette théorie convient aux physiciens qui croient au big bang, car elle explique quelques traits de l’univers, ses régularités, son homogénéité à grande échelle alors que son origine est une singularité. L’inflation postule qu’au tout début du big bang, il s’est produit en un laps de temps une expansion prodigieuse. En quelques secondes, ou minutes, l’univers s’est agrandi d’un facteur 10 puissance 26. Cette théorie rend crédible la thèse du big bang mais le prix à payer est terrible car cette inflation défie les règles même de la relativité. D’abord parce que pendant l’inflation, la vitesse d’expansion dépasse de plusieurs ordres de grandeur la vitesse de la lumière. Ensuite parce que l’extrême densité à l’origine engendre un trou noir et que rien ne peut s’en échapper, sauf si les lois de la gravitation sont transgressées. Bref, il y a un problème théorique mais les physiciens sont tellement accrochés à l’idée d’un commencement qu’ils sont prêts à user de tas d’artifices et d’arrangements avec le « sens physique » des choses pour appuyer la théorie du big bang.

Les médias ont annoncé la détection des ondes gravitationnelles qui confirmeraient les deux piliers de la physique, le quantique et la gravité. En fait, les ondes gravitationnelles, envisagées par Einstein, n’ont pas besoin de la théorie quantique (des particules) et découlent tout simplement de la relativité générale sur laquelle on applique le principe d’invariance de Lorentz. Or, ce principe est basé sur la constante c de la vitesse de la lumière. Comment lors de l’expansion de l’univers des ondes d’Einstein peuvent apparaître alors que la vitesse d’expansion dépasse de loin la constance c et rend invalide l’invariant censé expliquer ces ondes. J’avoue que n’étant pas au fait des subtilités théoriques de la cosmologie du big bang je joue le rôle du Candide dans cette réflexion. Un Candide qui perçoit une sorte de supercherie scientifique. Un habile numéro d’illusionnistes sachant mettre en scène le big bang avec des trucages mathématiques. Cela dit, les ondes gravitationnelles ont été détectées indirectement en observant les pulsars mais dans un cadre relativiste légitime.

Maintenant, on peut se demander quelles sont ces ondes détectées. Il existe un cadre théorique permettant de les expliquer. C’est le rayonnement du trou noir, prévu par les travaux de Bekenstein et Hawking. Ce qui suppose que nous serions plongés dans un trou noir et plus précisément à la surface d’un trou noir, chose impensable. Mais quelques astuces permettent de concevoir cette idée. Notre espace-temps à quatre dimensions serait en fait la surface d’un trou noir formé dans un univers à cinq dimensions. Cette possibilité existe en théorie. Elle résulte d’un développement de la théorie des cordes qui raccorde le modèle standard des particules et la cosmologie relativiste. Avec comme résultat fondamental la correspondance AdS/CFT. Ces ondes gravitationnelles seraient alors plutôt des rayonnements ou des vibrations issues du comportement thermodynamique de l’univers trou noir. Et ça colle bien puisque les observations montrent une polarisation dans ces ondes, comme dans le modèle classique de l’électromagnétisme établi par Maxwell. Je ne crois pas au big bang et je pense que les physiciens feraient mieux d’aller voir ce qui se passe avec les modèles contemporains de la cosmologie quantique et des trous noirs (Susskind, Maldacena par exemple). Mais la route est longue et parsemée de pièges. Bon voyage dans la physique théorique et les spéculations quantiques, cosmiques, voire stratosphériques.