BIG BANG

Controverse autour d'un modèle

Les travaux de Gamow ont d'abord peu de retentissement. Il faut dire que les « modèles d'Univers chaud » (le terme big bang n'existe pas encore) ne sont alors guère populaires. Ces modèles entraînent en effet la notion d'âge de l'Univers. Dans le passé, les conditions étaient tellement extrêmes, qu'aucun objet connu – atome ou molécule, mais aussi planète, étoile ou galaxie – ne pouvait exister. Ainsi, l'Univers, ou du moins l'Univers tel que nous le connaissons, n'existe que depuis une durée de temps finie T_U, que l'on nomme « âge de l'Univers ».

Or cette idée répugne à de nombreux esprits, pour lesquels il est difficile de renoncer à l'idée d'un Univers ayant toujours existé, et étant resté toujours identique à lui-même. L'idée de big bang rencontre par conséquent une farouche résistance, d'origine métaphysique, de tous ceux qui refusent d'abandonner le mythe antique d'un Univers éternel et invariable. De plus, certaines mesures astronomiques de l'époque sont entachées d'erreurs. De ce fait, les estimations de l'âge de l'Univers établies d'après ces mesures sont trop courtes d'un facteur dix environ et l'âge estimé – de l'ordre de 2 milliards d'années – serait inférieur à l'âge de la Terre ! Cela procure un argument de poids aux opposants aux modèles de big bang. Mais les partisans du big bang, comme Lemaître, restent confiants : les observations sont peut-être fausses (ce qui sera établi par la suite), on peut adopter certaines versions qui prévoient un âge plus long. Les « modèles stationnaires », concurrents des modèles de big bang, demeurent populaires.

Les années 1960 voient un groupe d'astrophysiciens de Princeton (États-Unis) s'intéresser à la théorie de Lemaître. Sous la direction de Robert H. Dicke, ils en étudient une version légèrement modifiée : l'Univers aurait effectivement présenté un état dense et chaud mais son destin serait de passer par des cycles d'expansion et de contraction, de dilution et de condensation, de refroidissement et de réchauffement. Ainsi, il reviendrait à un état similaire dans le futur, puis se mettrait de nouveau en expansion, etc. Dans le cadre de cet « Univers oscillant », les astrophysiciens de Princeton avaient redécouvert la prédiction de Gamow et de ses collaborateurs : celle d'un fond diffus de rayonnement baignant tout l'Univers. Dicke, qui connaissait les techniques de la radioastronomie naissante, put ainsi mettre sur pied une expérience de détection.

Mais le destin devait sourire à d'autres : ce rayonnement sera découvert en 1965, par les radioastronomes Arno A. Penzias et Robert W. Wilson ; le prix Nobel de physique 1978 saluera l'importance de cette découverte. Les mesures seront répétées, confirmées et affinées. Seuls les modèles de big bang permettent d'expliquer la présence de ce rayonnement ainsi que ses propriétés. La communauté scientifique se rallie à ces modèles et toutes les observations sont venues depuis lors les confirmer.