1. Frontières de la science | Du big-bang à l’éternité | L’univers a une préhistoire | Cet espace qui nous chiffonne |Calendrier de l’univers | Les fluctuations quantiques dans un univers en inflation engendrent des régions de très forte densité (les pics). Elles créent aussi des régions (de couleurs différentes) où s’appliquent des lois physiques spécifiques. Les régions de forte densité s’étendent rapidement et donnent naissance à d’autres, de densité plus forte encore. Ainsi, l’univers s’auto-reproduit sans cesse. Et l’inflation fut Propos recueillis par Ivan Briscoe, journaliste au Courrier de l’UNESCO. L’«inflation», la théorie cosmologique la plus discutée de ces 20 dernières années, nous apprend qu’à la naissance de l’univers, une force colossale aurait transformé un simple point en un espace quasi infini. Explications d’Andrei Linde, professeur à l’université de Stanford (Etats-Unis). Pourquoi une inflation au début de l’univers? Parce qu’elle permet d’expliquer la grandeur et l’homogénéité de l’univers, le fait qu’il offre à peu près partout la même apparence, et pourquoi il s’est étendu simultanément dans toutes les directions. Grâce à l’inflation, on comprend aussi la formation des galaxies à partir des fluctuations quantiques. Mais surtout, cette théorie nous permet d’expliquer pourquoi différentes parties de l’univers se ressemblent. Au tout début de l’univers, à l’instant 10—43 seconde après la création (le «temps de Planck»), notre univers ne mesure qu’une fraction de centimètre. Sa partie gauche ignore tout de sa partie droite, et le centre ne sait rien des deux extrémités: le temps manque. Puis, tout à coup, nous voici face à un univers dans lequel tout se ressemble! C’est là qu’intervient l’inflation. Jusqu’à 10—35 seconde, l’espace connaît une dilatation de 10 puissance mille milliards, comme une membrane élastique qui s’étirerait dans tous les sens et plus vite que la lumière, pour atteindre des dimensions bien supérieures à celles de notre univers actuel. Comparé à l’univers de l’époque, celui d’aujourd’hui ne représenterait qu’un point minuscule sur un gigantesque ballon cosmique. Y a-t-il de la matière dans cet espace en expansion ? D’habitude, on entend par matière des particules en mouvement, qui se heurtent et forment des choses solides, visibles. Mais il existe aussi des champs, comme le champ électromagnétique de la Terre. Nous ne le voyons pas, mais il existe, et c’est aussi une forme de matière. Dans cet univers balbutiant, la matière se présenterait sous la forme d’un champ appelé «champ scalaire». Nous ne voyons pas non plus ce champ — il ressemble au vide — mais il possède probablement beaucoup d’énergie. Dans un univers en expansion normale, la densité de la matière décroît. Mais le champ scalaire et son énergie, eux, ne diminuent pas. Résultat: l’espace se dilate plus vite et pendant plus longtemps. C’est cela, l’inflation. Progressivement, pourtant, le champ scalaire va perdre de l’énergie, se désintégrer, produire des particules normales. Et l’univers va devenir chaud comme dans la théorie classique du big-bang. D’où proviennent ces champs scalaires ? Peut-être existent-ils dès l’origine de l’univers, comme toute autre matière. Les parties de l’univers où ces champs demeuraient faibles n’ont pas connu d’inflation et sont restées très petites. Alors que celles à champs scalaires importants se sont considérablement dilatées. Nous vivons dans une de ces parties. Vous avez employé l’expression «arbre cosmique» pour décrire le véritable univers. Qu’entendez-vous par là? Pour la formation des galaxies, il a dû se produire des petites fluctuations dans le champ. Mais si ces fluctuations sont grandes, elles peuvent entraîner la création de nouvelles parties de l’univers — des endroits où les champs ont des valeurs différentes, où les particules sont tantôt plus légères, tantôt plus lourdes, où l’espace et le temps sont différents de ce qu’ils sont dans notre partie de l’univers. Mais ces parties sont si lointaines que nous n’avons pas la moindre chance de les voir un jour. Vous parlez également d’une «inflation éternelle». Elle peut donc se produire à nouveau? Elle peut se produire assez loin de nous, ou tout à côté. Mais ne vous inquiétez pas: l’inflation créera un bébé univers que vous ne verrez même pas. Il y a vingt ans, lorsque la théorie de l’inflation a été inventée, on la croyait sortie d’un roman de science-fiction. Puis elle est devenue la théorie cosmologique standard, celle qui a permis de résoudre de nombreux problèmes et de formuler des prévisions qui ont été confirmées par l’expérimentation. Nous avons bien essayé de comprendre l’univers sans l’inflation. Mais, jusqu’ici, aucune autre théorie ne nous a donné satisfaction.