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Univers - Physique fondamentale - Mathématiques
Selon les calcul des deux physiciens parus récemment, c'est le boson de Higgs qui a permis à l'univers de sortir de l'état de haute entropie initial, lui évitant de devenir un gigantesque trou noir. Mais cette hypothèse ne pourra être mise à l'épreuve avant longtemps....
Dans l'hypothèse, de plus en plus discutée mais encore dominante du Big Bang, notre univers était à son apparition d'une taille infiniment petite, puisqu'il contenait dans un espace équivalent à ce qu'est pour nous un atome, et dans un temps infiniment ralenti, toutes les particules constituant le monde actuel(1).

De plus toutes ces particules étaient infiniment désordonnées (on parle d'une entropie maximale), autrement dit ne présentant aucune amorce d'ordre ayant pu donner, en évoluant, la complexité des formes du monde actuel.

Pour que l'univers d'aujourd'hui ait pu en émerger, on invoque généralement l'hypothèse de l'inflation, de plus en plus contestée mais encore dominante. Ce terme désigne un phénomène dans lequel l'univers aurait pris brutalement les dimensions qu'il a aujourd'hui. Nombre de scientifiques estiment que cette inflation se poursuit encore, mais à une vitesse bien moindre.

Histoire de l'univers

On admet aujourd'hui que, pour se produire, cette inflation devait intéresser une particule constituant uniformément tous les points de l'espace. Les récentes découvertes concernant le boson de Higgs  peuvent laisser penser que c'était ce boson qui formait tous les points de l'espace primitif. Identifié pour la première fois par le CERN en 2012, on estime que c'est cette particule spéciale qui constitue la clef de voûte du modèle standard des particules élémentaires, modèle permettant d'organiser et hiérarchiser toutes les particules constituant les objets physiques actuels.

Selon les calculs des deux physiciens David Sloan et George [voir "Sources" ci-dessous] publiés le 15 octobre 2018, ce  serait le boson de Higgs qui a permis à l'univers de sortir de l'état de haute entropie initial.

Pour ces scientifiques, ce boson - dont on ne comprend pas encore la nature malgré les descriptions d'une grande complexité qui en sont données aujourd'hui - devrait avoir un champ inversement proportionnel à la force de gravité. Dans la théorie quantique des champs, un champ ou plus précisément un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force électromagnétique qu'exercent des particules dotées d'une charge électrique. Celle-ci définit leur force d'attraction ; elle s'oppose à la force de gravité qui oblige toutes les particules à se rapprocher et se condenser donnant naissance à des trous noirs.

Ce fut grâce au boson de Higgs, qualifié par David Sloan et George Ellis de "Higgs dilaton", que le risque de voir l'univers devenir un gigantesque trou noir a été évité. Cela dit, ces deux scientifiques admettent que cette hypothèse ne pourra pas être mise à l'épreuve de sitôt.

Jean-Paul Baquiast

 

puce note Notes
(1) Ceci est un peu un raccourci :
dire que "l'univers dès l'instant du Big Bang avait une taille de l'ordre d'un atome aujourd'hui "peut être discuté à l'infini, alors que l'histoire de l'univers est l'histoire de l'espace et que donc on mesure la taille avec un étalon évolutif, ce qui voudrait dire qu'on le mesure à lui-même.
De même pour le temps : que durait une seconde lorsque l'univers était âgé d'une seconde ? Est-ce commensurable à une seconde actuelle ?
Si oui, on n'a jamais vu donner le coefficient de conversion (comme on donne la valeur du franc Poincaré en euros) ; et si non, cela ne voudrait-il pas dire qu'une seconde dure exactement une seconde, à quelque date que ce soit... 


Qu'y avait-il avant le Big Bang ? Certains répondent qu'il y avait eu une suite ininterrompue de big bangs et de big crush. C'est donc que le temps existait avant la création du temps. D'autres diront qu'il n'y avait rien. Or, il ne pouvait pas n'y avoir rien avant que le temps n'existe : puis qu'il n'y avait pas d'"avant". La question n'a simplement pas de sens. Qu'y a-t-il au nord du pôle nord ?

On devinait depuis Fresnel et on sait depuis de Broglie qu'une particule est aussi une onde, c'est à dire qu'elle n'est pas limitée. Et, nous continuons à nous les représenter comme des points ou du moins de toutes petites boules plus ou moins dures, qui ricochent comme sur un billard, sauf quand elles  se collent comme deux boules de pâte à modeler.

En fait, au final, qu'avons-nous compris.., si ce n'est que tout se passe comme si l'univers (et nous avec, par la suite) avait émergé d'un système complexe dont nous ne savons pas s'il existait (du reste, que pouvait signifier "exister" avant cette émergence ?).

puce note Sources

"Solving the Cosmological Entropy Issue with a Higgs Dilaton", par David Sloan et George Ellis
Arxiv, 15 octobre 2018

Abstract :
Current cosmological models require the universe to be in a very smooth initial state before the onset of inflation, a situation to which Penrose ascribes a vanishingly small probability, leading to his proposal of a Conformal Cyclic Cosmology.
We present an alternative paradigm, in which the Higgs plays the role of dilaton and resolves this problem by weakening gravity at very early times, thus providing a form of inflation that is compatible with observations and in which the inflaton is solidly related to tested particle physics.
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