La science et mes trois postulats du vide

Note : Cet article suit l'évolution des théories. Version 2 datée du 30.7.2024

Mes trois postulats se présentent ainsi : 

• Si le vide est l’absence de matière, il a dû exister avant même que la matière existe, donc avant le Big Bang.  

• Si la matière n’existait pas avant le Big Bang, le vide ne pouvait évidemment pas être contenu dans quelque chose dans « l’avant Big Bang », donc il doit s’étendre à l’infini. L'univers est alors infiniment grand sans bord.  

• Si le vide n’a jamais eu besoin d’être créé pour exister, il devait exister depuis toujours. Faisant partie de l’univers, le cosmos doit être de nature éternelle car sans commencement.  

Conflit avec la Théorie du Big Bang

Je reconnais ici une problématique majeure : ces postulats entrent directement en conflit avec la théorie du Big Bang, qui est le modèle cosmologique encore dominant de nos jours pour expliquer l'origine de l'univers.

En effet, selon cette théorie, ni l’espace ni le temps n’existaient avant le Big Bang. Dans cette cosmologie, l’expansion de l’univers ne s’est pas produite dans un espace vide préexistant comme dans ma proposition. Au lieu de cela, c’est l’espace lui-même qui a commencé à se dilater à partir de l’instant du Big Bang. Ainsi, cette vision contraste fortement avec mes postulats, qui suggèrent que le vide – l’absence de matière – et donc l’espace infini préexistaient avant l’apparition de l’univers tel que nous le connaissons. Quand je suppose que le vide existait avant le Big Bang, je postule simplement que sans la matière avant sa formation, l’univers était fait de non-matière et donc de vide.

Ainsi, selon ma perception, le vide aurait toujours été présent, indépendamment de la matière et de l'énergie, et n'aurait par conséquent jamais eu besoin d'être créé, contrairement à la matière qui aurait eu besoin d’un Big Bang pour apparaître. Puisque le vide c’est de l’espace, l’infiniment grand existait déjà avant même la formation de la matière. 

Cela implique que si le Big Bang et l’expansion de la matière ont eu lieu, ils auraient dû s’établir et s’étirer dans un espace infini préexistant à la matière depuis l’éternité. C’est cela qui entre en conflit.

Peut-on vraiment contester que le vide, c’est de l’espace ? Peut-on contester qu’avant l’apparition de la matière, sans matière, il ne pouvait exister que du vide ? S’il y avait rien avant le Big Bang qu’est-ce que ce rien, sinon justement le vide ?

Ces questions me semblent cruciales, et pourtant la théorie du Big Bang ne s’en préoccupe pas. 

Comment le Big Bang a-t-il été formalisé ? 

En 1929, Edwin Hubble découvrit que les galaxies s’éloignaient les unes des autres, avec une vitesse proportionnelle à leur distance, une observation désormais connue sous le nom de loi de Hubble. Cette découverte démontra que l'univers était en expansion, une idée révolutionnaire qui remettait en question la vision statique de l'univers soutenue jusque-là. Cette expansion suggérait qu'en remontant le temps, l'univers devait être de plus en plus dense et chaud, convergeant vers un état initial extrêmement compact et énergique et incroyablement petit.  

On estime que l’univers observable a pu être contenu dans un espace aussi minuscule qu’une particule subatomique, beaucoup plus petite qu’un atome, peut-être de l’ordre de 10^{-35} mètres, ce qui est bien en dessous de l’échelle de l’atome qui mesure environ 10^{-10} mètres.

Ce raisonnement conduisit les scientifiques à formuler la théorie du Big Bang, qui propose que l'univers a émergé de ce point incroyablement petit appelé « la singularité primordiale » il y a environ 13,8 milliards d'années, et qu'il s'est depuis étendu pour devenir l'univers gigantesque que nous observons aujourd'hui.

Ce que le Big Bang n’explique pas :

Si en soi je ne conteste pas la loi de Hubble, qui prouve l’éloignement des galaxies les unes des autres, j’ai appris cependant que le Big Bang ne répond pas aux questions fondamentales qu’il pose par son propre postulat.

Qu’est-ce qui a causé cette singularité initiale ? Qu’y avait-il avant cela ? Et où cela s’est-il passé si ce n’était pas dans un univers dépourvu de matière et donc fait uniquement de vide ? J’ai appris que le Big Bang n’en a strictement aucune idée. Le Big Bang sait calculer où et quand la singularité s’est produite, mais est absolument incapable d’en expliquer l’origine ni sa cause. Sans cela, la théorie est incomplète ; nous ne savons pas ce qu’il y avait avant ni comment cet événement est arrivé.

Une autre très grande faiblesse de cette théorie, et à mon avis la plus grande lacune, est que postuler que ni l’espace, ni le temps, ni la matière, ni le vide n’existaient avant le Big Bang pose une énigme monstrueuse non résolue. Qu’est-ce que le rien, si ce n’est pas l’absence de matière et donc le vide ? Si le rien n’est pas le vide, qu’est-ce le rien ?

Un univers sans matière est possible à imaginer en forme de vide, mais sans vide, qu’est-ce le rien et quelle est l’étendue du rien si ce n’est pas un vide qui s’étend à l’infini ? Ainsi, postuler que l’espace n’existait pas et qu’il n’y avait rien sans expliquer ce qu’est le rien est une fausse explication.

C’est un fait que ni la relativité générale ni la physique quantique, utilisées pour théoriser le Big Bang, ne sont capables d’expliquer ni de représenter un tel état de rien. C’est d’ailleurs pourquoi on sait que cette théorie n’est valable que jusqu’au mur de Planck.

Ce mur est une limite derrière laquelle nous n’avons aucune idée de ce qu’était l’univers, et notre science traditionnelle s’effondre. Cela montre l’incomplétude de la théorie du Big Bang pour expliquer un monde dans le “rien du tout”.

Comment les postulats du vide questionnent le Big Bang ?

Mes postulats du vide interrogent le Big Bang en ces termes : s’il n’y a rien avant lui, qu’est-ce que ce rien, si ce n’est autre chose que le vide ? Qu’est-ce que le rien ? Je pose cette question sachant pertinemment que ni la relativité générale ni la physique quantique ne peuvent répondre à cette question si impossible. Qu’est-ce que le rien, s’il est autre chose que le vide ?

Si l’on sait que l’univers entier était contenu en un point infiniment petit et chaud de la singularité et que l’on déduit que celui-ci est devenu infiniment grand par la suite, par quoi s’est fait ce changement de taille et pourquoi les échelles ont-elles changé ? Si l’univers observable est passé d’un point plus petit qu’un atome il y a 13 milliards d’années à l’univers infiniment grand qu’il est devenu aujourd’hui, dans quoi est-ce que cet univers s’étend, si ce n’est que dans l’espace ? Et si l’espace, c’est du vide, dans quoi d’autre que le vide et le rien de l’infiniment grand ?

On me dira que selon la relativité générale, ma question n’a pas de sens et que l’univers en expansion ne nécessite pas un espace préexistant pour s’étendre. La théorie postule que l’espace-temps lui-même est en expansion, et non qu’il s’étend dans un vide infini. Mais cette réponse ne satisfait pas ma curiosité sur la nature du "rien" avant le Big Bang. Qu’est-ce que le rien et où est-ce que la distance qui augmente entre les galaxies va-t-elle trouver de la place si ce n’est justement dans ce rien ?

Quelle est la dimension du rien ? Qu’en est sa nature si ce n’est le vide intersidéral ? Où est puisé l’espace intersidéral qui augmente de façon exponentielle entre les galaxies et surtout pourquoi cette extension mis à part les hypothèses d’une mystérieuse énergie noire dont nous n’avons aucune preuve et que nous ne comprenons pas ?

Ainsi, mes postulats du vide s’arrêtent sur ces questions importantes pour les réveiller au grand jour afin qu’elles deviennent incontournables.

Le problème de dimensionalité 

Si, selon la théorie du Big Bang, l’univers est passé d’un point infiniment dense et chaud à une dimension plus grande, cela implique que l’univers change d’échelle. C’est d’ailleurs ce que dit cette théorie en affirmant que l’univers passe d’un point infiniment petit à une dimension plus grande, ce qui suggère qu’il est fini. Mais s’il est fini, de quoi sont faites ses frontières si ce n’est pas de la matière ou une absence de matière ? Dans quoi l’univers s’étend-il ? Où prend-il place si ce n’est pas dans un espace infini du rien vide préexistant ? Par quelle fonction l’espace s’étirerait-il ?

Si l’on postule cela, que trouve-t-on autour de l’espace qui s’étend ? On ne peut pas simplement dire “rien”, car le rien, c’est du vide, donc de l’espace. Comment soutenir l’existence d’un “non-espace” ? Ne pas se poser cette question revient à adopter une conclusion magique, une question irrésolue parce qu’on refuse de se la poser en raison de son absence de réponse.

En postulant que l’espace et le temps ont émergé à partir d’un état initial, on oublie la question la plus importante : pourquoi ? Si l’on suppose que l’espace ne pouvait pas préexister dans le modèle du Big Bang, on introduit alors l’idée d’un “non-espace”, ce qui me paraît incohérent, car le “rien” est en réalité du vide, et donc de l’espace. Voilà donc la contradiction.

Ainsi, mes postulats suggèrent que le vide n’a jamais eu besoin d’être créé, ce qui est en désaccord avec l’idée que l’espace et le temps sont apparus avec le Big Bang. Cependant, cela ne signifie pas que je conteste la loi de Hubble, qui démontre que les galaxies s’éloignent les unes des autres de manière exponentielle. Remettre en cause cette observation serait contraire à la méthode scientifique. Ce que je questionne et trouve difficile à comprendre, c’est l’idée que l’espace n’existerait pas en dehors de l’expansion de l’univers.

Accord avec la Cosmologie Cyclique Conforme (CCC)

Si j’observe volontiers une partielle incompatibilité avec le modèle standard du Big Bang et ma proposition d’un vide préexistant au Big Bang, je remarque en revanche que mes idées trouvent un écho compatible et favorable avec les concepts nouveaux de la Cosmologie Cyclique Conforme (CCC) du prix Nobel Roger Penrose, du moins c’est ce qu’il me semble.

La CCC est une théorie alternative au modèle du Big Bang, qui serait compatible avec les postulats du vide. La CCC propose une série infinie de cycles d'expansion et de contraction de l'univers. Selon ce modèle, l'univers passe par des cycles successifs, où chaque cycle commence par un Big Bang et se termine par une contraction, suivie d'un nouveau cycle. Ce modèle est en accord avec l'idée que le vide, en tant qu'absence de matière, pourrait préexister et persister à travers ces cycles, correspondant ainsi à mes postulats sur un univers infini et éternel.

La CCC postule que chaque cycle de l'univers commence par un Big Bang et se termine par une expansion infinie, atteignant un état presque vide avant de donner naissance à un nouveau cycle. Or, dans ce modèle cosmologique, le vide préexiste entre ces cycles, ce qui est en parfait accord avec mes postulats sur l’existence préexistante du vide, donc de l’infini et de la nature éternelle de l’univers.

Si ce modèle était confirmé un jour, et des signes pourraient déjà l’envisager, alors mes postulats seraient compatibles avec cette nouvelle cosmologie. La CCC considère le vide comme une condition nécessaire à la transition d’un cycle à l’autre. Cela rejoint complètement mes idées selon lesquelles le vide n’a jamais été créé mais a toujours existé.

Récemment, le télescope James Webb a découvert des galaxies vieilles de seulement quelques centaines de millions d’années, beaucoup trop bien formées pour correspondre au modèle standard du Big Bang. Ces observations pourraient offrir des indices en faveur de modèles alternatifs comme la CCC, où des structures galactiques pourraient réapparaître plus tôt dans chaque cycle cosmique.

Elle pourrait également être compatible avec d’autres modèles comme l'univers ekpyrotique, la théorie des branes ou encore l'inflation éternelle. Tous ces modèles sont des théories alternatives au Big Bang.

©️Olivier Dusong 2024