4. Questions en suspens
Notre cosmologie est donc, depuis 1965, celle des modèles de big bang. Mathématiquement, ils correspondent aux équations énoncées par Friedmann et Lemaître dans les années 1920. Mais il en existe en fait toute une famille. Après que l'adéquation de l'idée de big bang a été confirmée, la tâche des cosmologistes a essentiellement consisté à reconnaître quelle est la bonne version, au sein de cette famille, pour décrire notre Univers.
L'expansion de l'Univers est caractérisée par l'augmentation cohérente de toutes les grandeurs cosmiques avec le temps, selon une loi très simple : elle s'accomplit proportionnellement à une sorte d'étalon de longueur que l'on nomme le facteur d'échelle (parfois qualifié de « rayon de l'Univers ») R(t). Un modèle particulier se caractérise par la manière dont ce facteur R varie avec le temps t. L'intensité de cette variation aujourd'hui constitue le taux (présent) de l'expansion cosmique, qui se confond avec la constante de Hubble H0. Après de longues controverses, les astronomes pensent aujourd'hui l'avoir estimée avec une précision de l'ordre de 10 p. 100.
Reste à voir comment ce taux varie lui-même avec le temps, autrement dit comment l'expansion accélère ou décélère. Ce qui est exprimé par un second paramètre, q0, le paramètre de décélération. Aujourd'hui, les astronomes ont estimé sa valeur à — 0,55, le signe moins exprimant le fait que l'expansion s'accélère. Ce résultat reste à confirmer, mais, si c'est le cas, il constitue l'un des problèmes les plus troublants des modèles de big bang : il ne les remet pas en cause, mais il contraint à trouver une cause à cette accélération. Or la théorie de la relativité générale sur laquelle se fonde notre cosmologie énonce que les caractéristiques de l'Univers, et notamment sa dynamique, sont déterminées par son contenu. Problème : l'influence de la matière et de l'énergie que nous connaissons conduit toujours à une décélération. En effet, la gravité attractive tend à freiner l'expansi […]
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