BIG BANG

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La cosmologie relativiste

Dès les premières décennies du xxe siècle, la cosmologie se place d'emblée sous le signe de la relativité générale. Tous les cosmologistes sont déjà d'accord (ce qui est toujours le cas aujourd'hui) pour déclarer qu'un modèle cosmologique, qui représente notre Univers, doit être construit dans le cadre de cette théorie fondamentale et révolutionnaire, énoncée par Albert Einstein en 1915. Ce fut d'ailleurs Einstein lui-même qui fonda cette « cosmologie » relativiste, en proposant dès 1917 le premier modèle relativiste. Ce « modèle d'Einstein » sera cependant abandonné à la suite de la découverte de l'expansion cosmique, car il décrivait un Univers statique. En 1927, Lemaître trouve les solutions de la relativité générale qui permettent précisément de décrire un Univers en expansion (solutions également trouvées, d'un point de vue mathématique, par le mathématicien soviétique Alexandre Friedmann [1888-1925] en 1922) : elles serviront de cadre à toute la cosmologie du xxe siècle.

Les années 1930 voient la mise en place de la seconde révolution scientifique qui, avec celle de la relativité, a secoué le xxe siècle, celle de la physique quantique. Lemaître est le premier à comprendre que les conditions physiques de l'Univers passé (forte densité et température extrêmement élevée) impliquent un rôle important pour la physique quantique. Il énonce que, plus on remonte dans le passé, plus les processus en jeu devaient différer de ceux de notre physique ordinaire, jusqu'à un passé très lointain – primitif – où la physique quantique devait jouer un rôle essentiel. Il faudra attendre plusieurs décennies pour que ces phénomènes soient (partiellement) identifiés et étudiés, mais l'idée est déjà là.

Au départ, les idées de Lemaître ne suscitent guère qu'indifférence, sinon critique. Les physiciens s'intéressent davantage au développement de la toute jeune physique quantique. Le développement de la physique nucléaire ravivera l'intérêt pour la cosmologie primo [...]

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Pour citer l’article

Marc LACHIÈZE-REY, « BIG BANG », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/big-bang/