Le Big Bang n’est peut-être pas le début de tout
Dans le modèle standard de la cosmologie, l’histoire commence avec une singularité : un point infiniment chaud et dense qui s’étend brusquement. Avant cela ? Rien. Pas de matière, pas d’espace, pas de temps. Les premières particules stables, comme les protons et les neutrons, ne sont apparues qu’une fraction de seconde après cette explosion initiale. Pour expliquer comment quelque chose peut naître de rien, les scientifiques invoquent souvent les fluctuations du vide quantique, où des particules apparaissent et disparaissent spontanément.
Mais cette vision linéaire d’un univers avec un début et une fin potentielle ne satisfait pas tout le monde. Sir Roger Penrose, mathématicien et astrophysicien britannique légendaire (connu pour ses travaux avec Stephen Hawking sur les trous noirs), propose une alternative radicale : la Cosmologie Cyclique Conforme (CCC).
Selon cette théorie, le Big Bang ne serait pas l’origine absolue, mais simplement une transition. Une sorte de rebond entre la mort d’un ancien univers et la naissance du nôtre.
La théorie du Phénix : des cycles éternels appelés « Aeons »
Imaginez l’univers comme un phénix qui renaît perpétuellement de ses cendres. Dans le modèle de Penrose, l’histoire du cosmos se découpe en ères successives qu’il appelle des « Aeons » (ou éons). Chaque Aeon commence par un Big Bang et se termine dans un futur infiniment lointain.
Voici comment fonctionne ce cycle fascinant :
- Notre univers actuel est en expansion et cette expansion accélère.
- Sur une période de temps inimaginable, toute la matière finira par être absorbée par des trous noirs supermassifs.
- Ces trous noirs finiront eux-mêmes par s’évaporer complètement via ce qu’on appelle le rayonnement de Hawking.
- À la toute fin, il ne restera plus que des photons (de la lumière), des particules sans masse, dans un univers incroyablement froid et étendu.
C’est ici que la magie mathématique de Penrose opère. Pour une particule sans masse comme le photon, le temps et l’espace ne signifient plus rien. L’éternité ne dure qu’un instant.
Quand la fin devient le commencement
C’est le concept le plus déroutant mais aussi le plus élégant de la théorie. Roger Penrose utilise une transformation mathématique complexe, la géométrie conforme, pour relier la fin d’un univers au début du suivant.
Pour faire simple : un univers infiniment grand, vide et froid, rempli uniquement de particules sans masse, devient mathématiquement identique à un point infiniment petit, chaud et dense… soit exactement les conditions d’un nouveau Big Bang.
Cette transition géométrique permettrait de passer d’un « Aeon » à l’autre sans briser les lois de la physique. L’expansion infinie se change paradoxalement en une nouvelle densité infinie. Notre Big Bang ne serait donc que le moment où l’univers précédent a « oublié » sa taille pour recommencer à zéro.
À la chasse aux « fantômes » de l’ancien univers
Tout cela pourrait ressembler à de la belle science-fiction si Roger Penrose ne prétendait pas avoir des preuves observationnelles. Si un univers a existé avant le nôtre, il a dû laisser des traces, des cicatrices dans le tissu du cosmos.
Les points de Hawking
Penrose et ses collègues, Daniel An et Krzysztof Meissner, pensent avoir identifié ces traces dans le fond diffus cosmologique (le rayonnement fossile, la plus vieille lumière de l’univers captée par le satellite Planck). Ils ont repéré des zones de température anormalement élevée qu’ils ont baptisées « points de Hawking ».
Ces points seraient les ultimes vestiges de l’évaporation de trous noirs supermassifs ayant appartenu à l’univers précédent. Imaginez un trou noir titanesque mourant dans l’éon précédent : toute son énergie est relâchée sous forme de rayonnement. Cette énergie traverserait la transition du Big Bang pour marquer notre ciel actuel, comme un fossile énergétique.
Les ondes gravitationnelles comme messagers
Une autre « preuve » avancée par Penrose concerne les ondes gravitationnelles. Lorsque des galaxies fusionnent, leurs trous noirs centraux entrent en collision, libérant une énergie colossale qui fait trembler l’espace-temps. Selon la CCC, ces ondes géantes produites dans l’ancien univers auraient survécu au Big Bang.
Penrose et son collaborateur Vahe G. Gurzadyan affirment avoir détecté des structures en cercles concentriques dans le rayonnement fossile. Ces cercles seraient l’écho de ces cataclysmes passés, des ondes de choc venant d’avant le commencement du temps tel que nous le concevons.
Le scepticisme de la communauté scientifique
Il faut garder la tête froide : si Roger Penrose est un génie respecté (il a été le mentor de nombreux physiciens et a révolutionné notre compréhension de la relativité générale), sa théorie de la Cosmologie Cyclique Conforme reste très controversée.
Les analyses du satellite Planck, qui a cartographié l’univers avec une précision extrême, n’ont pas officiellement confirmé l’existence statistique de ces fameux cercles concentriques ou des points de Hawking. Pour la majorité des cosmologistes, ces anomalies peuvent être expliquées par le hasard ou par des poussières intergalactiques (comme ce fut le cas lors de la controverse BICEP2 sur les ondes gravitationnelles primordiales).
De plus, l’idée que toute la matière (électrons, quarks) disparaisse ou perde sa masse à la fin des temps pour permettre ce « reset » cosmique reste une hypothèse très forte que rien ne confirme actuellement dans la physique des particules.
Une porte ouverte sur l’infini
Malgré le scepticisme, les travaux de Penrose ont le mérite immense d’ouvrir notre imagination et de proposer des pistes testables. Si la théorie se vérifiait, elle changerait à jamais notre rapport à l’existence. Nous ne serions pas le produit d’un événement unique et accidentel, mais les habitants d’un cycle éternel, au milieu d’une infinité d’autres univers passés et futurs.
