A l’univers depuis toujours? Si c’est le cas, peut-être a-t-il rebondi dans un cycle sans fin de big bangs dans lesquels toute la matière jaillit d’une singularité, suivi de grands craquements, dans lesquels tout est à nouveau englouti pour former ce point dense à partir duquel l’univers est né à nouveau. Et le cycle continue, encore et encore.,

Le calcul de ces théories, cependant, n’a jamais vraiment travaillé de façon à ce que pourrait nous dire si notre univers est cyclique ou a un début et une fin. Mais récemment, une équipe de théoriciens a invoqué les pouvoirs de la soi-disant théorie des cordes pour résoudre certaines énigmes fondamentales de l’univers primitif. Le résultat pourrait nous donner la poussée théorique nécessaire pour construire un univers à partir de zéro, et donc soutenir un univers répétitif.,

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peindre le tableau

Si vous voulez construire votre propre modèle théorique privé de l’univers, soyez mon invité. Personne ne vous empêchera jamais de faire votre propre cosmologie. Mais si vous voulez jouer au jeu de l’univers, vous devez jouer selon ses règles. Cela signifie que peu importe ce que contient votre modèle du cosmos, vous devez faire face à des preuves d’observation froides et dures.,

par exemple, nous savons que nous vivons dans un univers en expansion, dans lequel les galaxies et les étoiles s’envolent de nous à une vitesse toujours croissante. Les scientifiques peuvent dire qu’en utilisant différents types de techniques pour calculer la vitesse à laquelle les galaxies à différentes distances de nous s’éloignent. Nous avons aussi des photos de l’univers de bébé, alors qu’il n’avait que 380 000 ans (et je veux vraiment dire « bébé », car l’univers a actuellement 13,8 milliards d’années).,

dans cette image de bébé, nous voyons des motifs intéressants — de minuscules taches et taches qui révèlent l’existence de légères différences de température et de pression dans ce jeune univers.

Nous sommes en mesure d’expliquer toutes ces observations (et plus encore) avec ce qu’on appelle la cosmologie du Big Bang, plus une idée supplémentaire connue sous le nom d’inflation, qui est un processus qui, selon nous, s’est produit lorsque l’univers, Au cours de ce processus (qui a lui-même duré le plus petit morceau d’une seconde), l’univers est devenu beaucoup, beaucoup plus grand, prenant des différences quantiques et les rendant plus grandes dans le processus. Ces différences ont finalement augmenté, car les patchs légèrement plus denses avaient une gravité légèrement plus forte, les rendant plus gros. Au fil du temps, ces différences sont devenues assez grandes pour s’imprimer comme des taches dans l’image de bébé de l’univers (et des milliards d’années plus tard, des choses comme les étoiles et les galaxies, mais c’est une histoire distincte).,

roi de l’univers primitif

fatigué de la théorie du Big Bang et que vous voulez votre propre version de la cosmologie? C’est bien, mais vous devrez expliquer des choses comme l’expansion de l’univers et les éclaboussures dans l’image de bébé du cosmos. En d’autres termes, vous devez faire un meilleur travail pour expliquer l’univers que l’inflation.

cela semble facile, mais ce n’est pas le cas., Les différences de pression, de densité et de température dans les premières années de l’univers ont perturbé de nombreuses cosmologies alternatives, y compris l’une des idées les plus populaires de let’s-go-Big-bang, connue sous le nom de (êtes-vous prêt pour cela), Ekpyrotic universe. Le mot ekpyrotic vient du grec pour mot pour « conflagration », qui se réfère à une ancienne idée philosophique d’un univers qui se répète constamment.

dans le scénario Ekpyrotique, l’univers repeats se répète constamment., Dans cette perspective, nous sommes actuellement dans une phase de « bang », qui finira (en quelque sorte) par ralentir, s’arrêter, s’inverser et retomber à des températures et des pressions incroyablement élevées. Ensuite, l’univers va (en quelque sorte) rebondir et se rallumer dans une nouvelle phase de big bang.

le problème est qu’il est difficile de reproduire les taches et les éclaboussures dans l’image de bébé de l’univers dans un univers Ekpyrotique., Lorsque nous essayons de mettre en place une physique vague pour expliquer le cycle crunch-bounce-bang (Et je souligne « vague » ici, parce que ces processus impliquent des énergies et des échelles que nous ne sommes même pas près de comprendre avec la physique connue), tout sort trop smooth lisse. Pas de bosses. Pas de se trémousse. Pas de taches. Aucune différence de température, de pression ou de densité.

Et cela ne signifie pas seulement les théories ne correspondent pas aux observations de l’univers. Cela signifie que ces cosmologies ne mènent pas à un univers rempli de galaxies, d’étoiles ou même de personnes.,

c’est une sorte de poisse.

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La S-brane sauve la journée

Le nom du jeu dans les dernières années de Ekpyrotic théories est d’essayer de faire correspondre les mêmes observations que l’inflation n’. Dans la dernière tentative de surmonter cet obstacle et de rendre les cosmologies Ekpyrotiques au moins quelque peu respectables, une équipe de chercheurs n’invoque autre que le S-brane.

à droite. S-branes. Donc vous avez entendu parler de la théorie des cordes, non?, C’est l’univers de la physique fondamentale où chaque particule est vraiment une minuscule corde vibrante. Mais il y a quelques années, les théoriciens ont réalisé que les cordes ne doivent pas nécessairement être unidimensionnelles. Et le nom qu’ils donnent à une chaîne multidimensionnelle? Une brane.

Comme pour le « S » de la partie? Eh bien, la plupart des branes en théorie des cordes peuvent se déplacer librement à travers l’espace et le temps, mais l’hypothétique s-brane ne peut exister qu’en un instant dans le temps, dans des conditions très spéciales.,

dans ce nouveau scénario Ekpyrotique, alors que l’univers était à sa configuration la plus petite et la plus dense possible, une S-brane est apparue, déclenchant la ré-expansion d’un cosmos rempli de matière et de rayonnement (un big bang) et avec de petites variations de température et de pression (donnant lieu aux éclaboussures bien connues dans les images de C’est ce que proposent trois physiciens dans un nouvel article publié en ligne en juillet sur le serveur de preprint arXiv, ce qui signifie que l’article n’a pas encore été évalué par des pairs.

cette idée Est-elle correcte? Qui le sait?., La théorie des cordes est sur la glace théorique mince récemment, comme des expériences comme celles du Grand collisionneur de hadrons ont échoué à trouver des indices d  » une théorie connue sous le nom de supersymétrie, qui est un fondement essentiel de la théorie des cordes . Et le concept de s-branes est lui-même une idée controversée au sein de la communauté de la théorie des cordes, car on ne sait pas exactement si branes serait autorisé à exister seulement dans un moment dans le temps.,

Il y a aussi le fait que non seulement l’univers tel que nous le connaissons est en expansion, mais qu’il s’accélère dans son expansion, sans aucun signe de ralentissement (et encore moins d’effondrement) de sitôt. Déterminer ce qui pourrait le faire frapper les freins et inverser le cours, alors, est délicat.

pourtant, les idées Ekpyrotiques (et d’autres) méritent d’être explorées, car les premiers moments de l’univers fournissent certaines des questions les plus déroutantes et les plus difficiles à la physique moderne.

Paul M., Sutter est astrophysicien à SUNY Stony Brook et au Flatiron Institute, animateur de Ask a Spaceman et Space Radio, et auteur de Your Place in the Universe.

initialement publié dans Live Science.