LE BIG BANG

• À chaque instant se créent une nouvelle unité d'espace et une nouvelle unité de temps.
• À chaque instant cette augmentation de l'espace-temps se traduit dans l'absolu par l'allongement de un point d'une boucle spatiale et dans le relatif par l'allongement de un point de 2# - 1 liens spatiaux. Ce qui entraîne l'éloignement relatif de 2(2# - 1) particules relatives.

Le décor étant ainsi planté, voyons maintenant le début du film.

 

Une boule de billard « dans » le néant

Considérons un « espace » à zéro dimension : le néant. Rien de bien compliqué ici puisque la géométrie correspondante tient en un seul axiome trivial : « Quand il n'y a pas d'espace entre deux objets, ces objets sont en contact ».

Imaginons une boule de billard plongée « dans » le néant. Elle ne possède pas d'espace extérieur, puisque « dans » le néant, c'est en dehors de l'espace, c'est nulle part. Donc pas de forme extérieure. Tous les points de son inexistante « surface extérieure » se rejoignent en un même point.

Si la boule est constituée de points, alors il n'y a aucune différence entre son « extérieur » ponctuel et chacun de ses autres points constitutifs. Son « extérieur » est un point comme un autre. Autrement dit le tout (la boule sans espace extérieur, ou plutôt dont l'espace extérieur est ponctuel) est paradoxalement plongé dans l'ensemble de ses parties (dans son « intérieur », dans ses points).

Puisqu'elle ne possède pas de limite extérieure, vue de l'intérieur, elle semble infinie. Mais son espace fermé sur lui-même est en fait fini. Aucun rayon lumineux ne sort de la boule, il suit toujours des chemins de points plus ou moins courbes. Un peu comme une fourmi en vadrouille à la surface d'une sphère peut croire disposer d'un espace sans limite autour d'elle, qui est en fait fini.

Une telle boule de billard ne peut pas exister en tant que telle « dans » le néant. Elle n'a de « boule » que le nom. Il n'est possible de se la représenter mentalement que comme un ensemble de caractéristiques étranges.

 

Une boule de billard
dont la forme extérieure se réduit à un point
est en réalité bien pire que ça :)

L'univers est lui aussi plongé « dans » le néant. Ne serait-ce que par définition : il n'y a rien au delà de tout ce qui existe. C'est pourquoi dès les premiers instants se crée un espace fermé, « bouclé » sur lui-même.

 

Géométrie « dans » le néant

Au premier instant l'univers ne compte qu'un seul point constitutif : .

Au deuxième instant l'univers compte deux points : . Soit deux extrémités : apparition de la longueur. Mais il n'y a pas d'espace autour des points puisque les points sont eux-mêmes l'espace. Du point de vue de chacun des deux points, c'est l'autre point qui l'entoure. Création donc de l'espace minimal capable d'en contenir un autre : la 2D.

Au troisième instant il y a trois points : . Trois boucles distinctes de deux points peuvent « voir » une même particule relative, qui peut donc être simultanément « vue » sous deux fois trois angles différents. La 6D jaillit dans la 2D.

Au quatrième instant six boucles distinctes de deux points peuvent « voir » une même particule relative, qui peut donc être simultanément « vue » sous deux fois six angles différents. La 12D jaillit dans la 6D nouvellement créée.

Au cinquième instant dix boucles distinctes de deux points peuvent « voir » une même particule relative, qui peut donc être simultanément « vue » sous deux fois dix angles différents. La 20D jaillit dans la 12D...

Stop ! Ce qui est en train de se créer là est un cristal universel multidimensionnel, avec des liens spatiaux tous de deux points chacun. Aucun mouvement n'y est possible. Incohérence, puisque la création d'un point de plus à chaque instant de plus crée du mouvement.

Reprenons. L'univers cesse de créer des dimensions supplémentaires dès que le mouvement devient possible. Donc après la création de deux particules relatives. Pas à partir du deuxième instant, où seule existe une boucle minimale dépourvue de particules relatives. Mais à partir du troisième instant.

Manque de chance, au troisième instant, la 6D est plongée « dans » le néant. L'univers se divise alors en un espace relatif (interne) 6D et un espace absolu (externe « dans » le néant, si on peut dire) ratatiné en un point. Au troisième instant aucun mouvement 6D (ponctuel dans l'absolu) n'est donc possible. Par contre, un mouvement 5D plongé dans la 6D est possible. Puisque plongé dans un espace, donc pas « dans » le néant, il ne se ratatine pas en un point.

En fait non, ce mouvement 5D n'est pas possible. La 6D est toujours là et elle mobilise les trois points. Aucun mouvement n'est encore possible, alors que la création d'un point de plus à chaque instant en rend la création obligatoire.

Un espace 4D plongé dans la 5D se crée-t-il ? Non, parce qu'avec leurs deux extrémités, les boucles spatiales ne peuvent former dans l'absolu que des espaces avec un nombre pair de dimensions. Un espace 3D plongé dans la 4D se crée donc.

Dès le troisième instant l'univers va donc plonger la 3D dans un espace très « vaste » pour elle : la 4D. Seuls des mouvements au plus en 3D, utilisant telle(s) ou telle(s) dimension(s), sont possibles.

Ce volume 4D se ratatine lui aussi dans l'absolu en un point, à cause de l'absence extérieure d'espace. Mais, même ratatiné, il reste très « vaste » pour les espaces 3D. Exactement comme un volume 3D « ordinaire » hauteur / largeur / profondeur est très « vaste » pour la 2D, puisqu'il peut contenir une infinité de plans. Même compressé au fond d'un trou noir, un volume 3D quelconque peut toujours contenir une infinité d'espaces courbes 2D. Dans ce cas les plans chiffonnés « ne se rendent pas compte » qu'ils sont au fond d'un trou noir. Leurs « habitants 2D » les suivent du regard et du mouvement, ils y glissent et ils y vivent : il leur semble que leur plan est « plat », euclidien. Il en va de même en ce qui concerne la 3D plongée dans la 4D ratatinée.

L'hyperespace 4D permet ainsi la coexistence de différents espaces 3D « fluides ». Par exemple dans le même espace ratatiné 4D un volume 3D hauteur / largeur / profondeur peut couper un autre volume 3D hauteur / largeur / hyperdimension. L'intersection de ces deux espaces perd cependant l'une de ses quatre dimensions pour n'en conserver que trois, sans quoi elle se ratatinerait. Ce ratatinement est en effet impossible dans le relatif, puisqu'il ne conserverait pas le mouvement, alors que se crée un point de plus à chaque instant de plus. Nous verrons plus loin que les quatre interactions fondamentales résultent de cette étrange topologie.

Résumé de la situation :

Un espace unidimensionnel dans l'absolu s'allonge d'un point de plus à chaque instant de plus. Il se divise de telle sorte en segments qu'il multiplie les points de vue.

Se crée un espace quadridimensionnel dans le relatif, qui est aussi ratatiné que l'espace unidimensionnel auquel il est équivalent dans l'absolu. Mais il comporte des espaces relatifs bidimensionnels et tridimensionnels, qui eux ne sont pas ratatinés en un point parce que situés ailleurs que « dans » le néant. Lorsqu'ils apparaîtront, les géomètres de ces espaces non ratatinés se croiront dans des espaces euclidiens.

Précisons qu'un espace à plus de trois dimensions ne peut pas se représenter mentalement, il peut seulement se calculer. Par exemple, d'après Rudy Rucker, dans La quatrième dimension, Seuil, 1985, un cube 3D compte 12 arrêtes et six faces, un hypercube 4D compte 32 arrêtes et 24 faces, tandis qu'un hyperhypercube 5D compte 80 arrêtes et 80 faces.

 

La complexité s'accroît

Aux premiers instants les échelles microscopiques et macroscopiques se confondent. Les liens spatiaux possèdent tous une longueur minimale de deux points, espace indispensable pour constituer les deux extrémités d'un espace unidimensionnel. (Un seul point, c'est un volume sans dimension.) De son côté la longueur maximale n'est guère supérieure à deux points parce que le nombre total de points est encore très petit. L'univers ressemble ainsi à une sorte de cristal de particules relatives, plus ou moins uniformément espacées.

Or un point de plus se crée à chaque instant de plus, soit une unité de mouvement de plus. Dès le deuxième instant cette « goutte » régulière de mouvement entre ainsi en résonance avec le mouvement général. Une nouvelle pichenette s'ajoute à chacun de ses propres échos. Ce qui crée des ondes de mouvement, des interférences, des perturbations, des flux et des reflux vite dévastateurs pour l'uniformité originelle. Les mouvement relatifs des liens spatiaux se différencient de plus en plus. Ils deviennent de plus en plus radiatifs, ils tirent et ils poussent des particules relatives de plus en plus énergétiques. Une sorte de brouillard de particules relatives bouillonne et se complexifie à toutes les échelles.

Dans ce remue-ménage, l'éventail des échelles s'élargit, la propagation du mouvement se complexifie. Des grandes boucles se décomposent plus ou moins en plus petites, des petites boucles fusionnent plus ou moins en plus grandes. Les liens spatiaux se structurent progressivement. Les premières particules subatomiques, puis l'hydrogène, son isotope lourd le deutérium, l'hélium, le lithium, apparaissent dans les dédoublements de ce chaos. Le milieu interstellaire, le cœur des étoiles et les explosions de supernovæ synthétiseront plus tard les autres éléments.

La création de points et d'instants en nombre croissant crée du même coup des échelles de plus en plus grandes, où l'ajout d'un point de plus à chaque instant de plus devient de plus en plus comparativement « négligeable ». Aux grandes échelles les mouvements résonants existent toujours, mais ils se diluent de plus en plus dans le mouvement général. Des structures de plus en plus complexes parviennent ainsi à se produire plus vite qu'elles se détruisent. La température cosmique baisse, mais elle s'élève localement avec la formation des galaxies et des étoiles. Par contre aux échelles subatomiques subsiste le remue-ménage originel. Plus ou moins un point constitue en effet un événement important dans des environnements de quelques points. Grandes et petites échelles se différencient de plus en plus. Des phénomènes possibles à une échelle ne le sont pas forcément à une autre. Par exemple une étude statistique montre que les étoiles ne peuvent pas posséder une masse qui excède 120 à 200 fois celle de notre Soleil (Université du Michigan et Hubble site, 2005). Le jeune univers offre très vite aux différentes échelles des « paysages » d'une diversité comparable à celle que nous observons aujourd'hui.

Cette complexification du mouvement des boucles spatiales s'accompagne d'un accroissement des configurations géométriques. Plus un grand nombre d'états s'accumulent et plus le retour à un état universel antérieur devient improbable. Cet état universel antérieur devient une possibilité parmi un nombre croissant d'autres. Ainsi plus l'échelle de l'univers augmente, plus le temps passe, et plus l'irréversibilité se généralise. En outre la création d'un point de plus à chaque instant de plus interdit tout état universel strictement identique à un état passé. Loin d'être un « éternel retour », l'histoire de l'univers est une éternelle création.

 

L'inflation primitive

Pendant les premiers instants les particules relatives s'agglutinent les unes aux autres. Or un point de plus se crée à chaque instant de plus. Lorsqu'une boucle passe de de 2 à 3 points, sa longueur augmente de 50 %. L'expansion primitive de l'univers présente ainsi l'aspect d'une « inflation » parce que la longueur des boucles spatiales augmente avec des pourcentages très élevés. Elle est « explosive » lorsqu'elle s'exerce en premier lieu sur des liens comptant en moyenne quelques points constitutifs, puis elle devient comparativement négligeable lorsqu'elle s'exerce sur des liens comptant des milliards et des milliards de points constitutifs. Les agitations spatiotemporelles tendent globalement à se calmer parce que plus il y a de points, plus l'apparition d'un nouveau point a des conséquences mineures sur la longueur et le mouvement des boucles.

Introduit dans le modèle standard de la cosmologie par Alan Guth, Andrej Linde et Paul Steinhardt, le modèle inflationnaire apporte une explication spéculative au caractère euclidien de la géométrie de l'univers, ainsi qu'à l'uniformité du fond cosmique de rayonnement thermique à 2,7 K.

Entre t = 10^-36 s et t = 10^-33 s après l'instant singulier t = 0, une infime région de l'univers aurait gonflé dans des proportions exponentielles, donnant notre univers actuel.

La séparation des interactions nucléaires et électromagnétiques aurait provoqué une transition de phase, un nouvel équilibre entre la matière et l'énergie, en faveur de cette dernière, d'où l'apparition d'une bulle qui aurait tout englobé. Sans quoi, limitée par la vitesse de la lumière et des horizons trop étroits, la causalité ne pouvait pas donner un univers aussi homogène que l'observation l'indique.

À cette première inflation succède une deuxième inflation apparemment due à une « énergie noire » : cette question sera abordée dans une prochaine page.

 

L'émergence d'une nature newtonienne

C'est-à-dire d'une nature comprise avec un réalisme classique, fondé sur ce que perçoivent nos cinq sens.

Plus l'univers accroît son échelle et plus les fluctuations individuelles des particules relatives s'enfouissent dans les petites échelles. Les objets macroscopiques acquièrent ainsi une apparence plus ou moins stable, lissée par le flou de mouvements à la fois microscopiques et en très grand nombre. Une nature avec des lois physiques pas encore appelées « classiques » apparaît peu à peu.

Un jour viendra où la taille d'objets appelés des « boules de billard » sera gigantesque. Leur nombre de particules relatives constitutives sera tellement grand que leurs dédoublements pourront se dissoudre de multiples façons différentes parmi les autres particules relatives de l'univers. Tout le monde croira qu'il s'agit d'objets uniques, incapables de se dédoubler :)

Il faudra attendre l'avènement de la mécanique quantique et la découverte des phénomènes d'intrication pour qu'un nombre croissant de personnes ne regardent plus les boules de billard de la même façon.

 

Partout une même hétérogénéité

Dans la première période « simple » qui suit le big bang, rien n'est encore bien différencié. Les perturbations se répartissent de façon plutôt homogène. Cette homogénéité donne un bain universel de particules, une incandescence générale dont le fond fossile de rayonnement thermique conserve encore aujourd'hui la trace. Ce fond primordial de photons fluctue très peu, au plus de un cent millième de degré, quelle que soit la direction du ciel mesurée. Ce qui convient bien dans un univers où tout se dédouble partout 2# - 1 fois. À ce fond détecté s'adjoignent peut-être aussi un fond de neutrinos et un fond de gravitons, non détectés, qui fluctuent sans doute eux aussi très peu, s'ils existent.

• De plus, aussi ténues soient-elles à l'origine, les zones les plus denses en particules relatives exercent une attraction gravitationnelle sur les zones les moins denses. Le contraste entre les zones relativement plus denses et moins denses s'amplifie ainsi tendanciellement.
• Les liens spatiaux possèdent ainsi des longueurs de plus en plus diversifiées. Mais leurs prolongements mutuels les dédoublent et les mélangent partout dans l'univers. Ce qui a pour effet de répartir partout leurs irrégularités, qui s'homogénéisent plus ou moins aux grandes échelles.

D'où, au final, une distribution générale de la matière dans l'univers, qui se situe à mi-chemin entre l'homogénéité et l'hétérogénéité. Aux plus grandes échelles les galaxies dessinent ainsi des filaments irréguliers, aux nœuds desquels se situent les amas, délimitant de vastes « bulles » de vide, et ce paysage est le même dans toutes les directions. De la même façon, la luminosité relative des galaxies peut varier dans de grandes proportions, mais à chaque niveau de luminosité correspond une répartition universelle des galaxies concernées. Par exemple il y a partout le même faible taux de galaxies très brillantes.

Bref, il y a bien de l'hétérogénéité dans un univers où tout se dédouble 2# - 1 fois, mais c'est la même hétérogénéité partout.