Concernant les modèles d’Univers :

• Une contrainte scientifique : tout modèle cosmologique se doit de rendre compte de l’ensemble des observations.
• Un postulat d’universalité : les lois de la physique sont identiques en tout point de l’espace-temps.
• Une question fondamentale : Quelle est la nature du temps et de l’espace ?
• Il existe des hypothèses incontournables :
  • Une théorie de la gravité.
  • Une théorie de la matière, du rayonnement et de leurs interactions non-gravitationnelles.
  • Une hypothèse de symétrie.
  • Une hypothèse sur la forme globale de l’Univers.
• Et des principales observations :
  • L’existence d’un fond diffus cosmologique (CMB).
  • L’isotropie du CMB et de la matière visible à grande échelle.
  • L’abondance relative des éléments chimiques.
  • L’expansion de l’Univers et son accélération.
  • La structuration de la matière visible en amas et en super-amas
• Deux lois fondamentales régissent notre Univers :
  • La relativité générale (RG) pour l’infiniment grand.
  • La mécanique quantique (MQ) pour l’infiniment petit.
• Des hypothèses sont nécessaires pour ces modèles :
  • Un Big Bang suivi d’une phase exponentielle d’expansion, l’inflation.
  • L’introduction de la notion de matière noire.
  • L’introduction de la notion d’énergie noire.

Évolution de l’Univers

De nombreuses questions se posent concernant le modèle de concordance d’Univers comme :

• Qu’est-ce que le Big Bang et a-t-il vraiment existé ?
• Qu’est-ce que la matière noire ?
• Qu’est-ce que l’énergie noire ?
• Le problème du lithium
• L’Univers est-il fini ou infini ?

Les autres univers

Déjà il faut définir ce que l’on voit et ce que l’on ne voit pas en fonction de l’expansion de l’Univers. L’horizon cosmologique correspond à l’âge de l’Univers, mais depuis le Big Bang il y a eu expansion (à différentes vitesses) et la limite des 13,8 Gal est devenue environ 45 Gal. Tout ce qui est au-delà ne nous atteindra jamais.

On peut définir d’autres Univers comme :

• Les univers patchwork : chaque observateur ne voit qu’une partie de l’Univers.
• L’univers de type inflationnaire, rempli d’un champ d’inflaton : notre Univers est une bulle, résultat d’une de ces expansions… La collision de bulles pourrait-elle laisser des traces observables sur le CMB ?
• Le multivers branaire (issu de la théorie des cordes) : cet Univers aurait 9 dimensions et nous serions sur une brane ayant 3 dim. spatiales. Les autres microscopiques. Le Big Bang serait le résultat d’une collision avec une autre brane. Elle produirait des ondes gravitationnelles. Les gravitons seraient des messagers entre les différents branes.
• Le multivers quantique : Everett, en 1957, réinterprète la mécanique quantique. Le principe : Chaque possibilité relative à une fonction d’onde se réalise dans un univers. Des univers se créent ou se séparent un nombre infini de fois.
• Le multivers mathématique : chaque Univers est mathématiquement possible !

Compte rendu fait par Jean-Pierre Martin, président de la commission. Vous trouverez des informations complémentaires et la présentation de Denis Gialis en pdf sur le site web de Jean-Pierre Martin et sur le site web de la commission de cosmologie.

Prochaine réunion : samedi 21 décembre 2019 à 15h. Jacques Fric (vice-président de la commission de cosmologie) présentera le sujet : “E=mc², l’énergie des étoiles”.