Cosmologie cyclique conforme

La cosmologie cyclique conforme (CCC) de Roger Penrose propose un modèle de l'univers dans lequel le Big Bang n'est pas le début de tout, mais plutôt une étape dans un cycle infini. Selon ce modèle, l'univers traverse une série de cycles ou "éons", chacun commençant par un Big Bang et se terminant par une expansion extrême. Ce processus perpétuel suggère que l'univers n'a ni véritable commencement ni fin.

Un éon, dans ce contexte, désigne une période ou une phase distincte de l'univers. Chaque éon commence par un Big Bang et se termine par une expansion extrême. L'univers passe par une série infinie de cycles ou éons. Chaque éon est une phase complète de l'univers, comprenant son expansion, son évolution et finalement sa dilution extrême. À la fin de chaque éon, l'univers s'étend de manière exponentielle, diluant la matière et l'énergie à un point où elles deviennent extrêmement diffuses et homogènes. Cela permet à un nouveau Big Bang de marquer le début du prochain éon.

L'idée d'échelle conforme est cruciale dans la CCC. Elle permet de traiter les distances et les tailles de manière relative, de sorte que les différences de masse et de distance deviennent insignifiantes à la fin de chaque éon. En résumé, un éon dans la CCC de Penrose est une période cosmologique distincte où l'univers passe par une phase complète d'expansion et d'évolution avant de se réinitialiser pour commencer un nouveau cycle.

La théorie de la cosmologie cyclique conforme (CCC) de Roger Penrose propose un mécanisme par lequel l'expansion de l'univers diluerait les traces de matière des éons précédents. Voici comment cela fonctionnerait, selon Penrose :

À la fin de chaque éon, l'univers subit une expansion exponentielle, diluant la matière et l'énergie à un point où elles deviennent extrêmement diffuses. Cette phase d'expansion est semblable à l'inflation cosmique mais se produit à la fin de l'éon plutôt qu'au début. À mesure que l'univers continue de s'étendre, les structures complexes comme les galaxies, les étoiles et les particules subissent une perte d'information due à cette dilution. L'univers devient de plus en plus homogène et isotrope, réduisant ainsi les variations de densité et les inhomogénéités. Une caractéristique clé de la CCC est l'utilisation de la notion d'échelle conforme, qui permet de traiter les distances et les tailles de manière relative. Lorsque l'univers atteint cet état extrêmement dilaté, les différences entre les particules de matière et de rayonnement deviennent insignifiantes. Les particules massives perdent leur masse effective en raison de la dilution extrême, rendant les distinctions entre matière et rayonnement négligeables. Une fois que l'univers est dans cet état hautement dilaté et uniforme, un nouveau Big Bang peut se produire. Le passage d'un éon à un autre est donc marqué par la disparition de l'échelle absolue des distances et des masses, permettant une "réinitialisation" conforme où un nouvel éon commence dans un état de faible entropie.

Cela ne signifie pas la disparition complète de la matière. Plutôt, cela indique que la matière et l'énergie deviennent extrêmement diffuses et homogènes à cause de l'expansion exponentielle de l'univers à la fin de chaque éon. Les atomes et autres particules, une fois dispersés à l'extrême, ne cessent pas d'exister en tant que tels, mais leur importance et leurs caractéristiques distinctes deviennent négligeables. Les atomes et autres particules sont étirés et dilués au point où leur densité devient extrêmement faible. Les distances entre les particules augmentent énormément, rendant les interactions entre elles très rares.

Cette dilution extrême conduit à une perte d'information sur les structures complexes, comme les galaxies, les étoiles et même les atomes eux-mêmes. En conséquence, l'univers devient de plus en plus homogène et isotrope. Les distinctions entre différentes formes de matière et de rayonnement s'estompent. Selon la notion d'échelle conforme utilisée dans la CCC, les distances et les masses deviennent insignifiantes dans cet état de dilatation extrême. Les particules massives, comme les atomes, perdent leur masse effective, et les différences entre matière et rayonnement deviennent négligeables. Ainsi, bien que les atomes continuent techniquement d'exister, leurs propriétés distinctives sont effacées par l'expansion.

En résumé, dans l'état extrêmement dilaté de l'univers à la fin d'un éon, les atomes et autres particules deviennent si diffus et indistincts que leurs propriétés et structures spécifiques sont essentiellement "réinitialisées". Cela permet à un nouvel éon de commencer avec une faible entropie, comme si l'univers se réinitialisait, sans que les structures de l'éon précédent influencent le nouveau cycle.