Il existe, bien entendu, des recherches sur les premiers instants de l'Univers. Cependant, plus que n'importe quel autre autre domaine de la physique, ces recherches sont extrêmement spéculatives. La raison est que nous ne connaissons pas encore les lois de la physique qui règnent dans ces conditions.
Quelques secondes après le big-bang, la relativité générale semble très bien rendre compte de l'évolution de l'Univers. Si l'Univers était entièrement régi par la relativité générale, le problème du «temps avant le big-bang» n'existerait pas. En effet, le temps serait créé en même temps que le reste de l'espace. Il n'y aurait donc pas d'«avant le big-bang» de la même manière qu'il n'y a pas de «à côté du big-bang». L'Univers aurait donc un âge fini, et il existerait un temps précis de début de l'univers «t=0».
Cependant, la physique quantique voit son influence grandir au fur et à mesure qu'on se rapproche du big-bang, et il est en fait très peu probable que l'explication relativiste «tienne». Bien que la théorie de la gravitation quantique soit toujours inconnue, les spéculations des cosmologistes ne font pas défaut.
Une des théories assez en vogue est celle de Hawking et Hartle. L'idée est que à un moment donné, les 4 dimensions de l'espace-temps étaient en fait 4 dimensions de type espace, au lieu de 3 dimensions de type espace et une de type temps. Donc, le temps ne s'écoulait pas. Or les objets quantiques ont la propriété de changer considérablement sans circonstances extérieures (comme dans le cas de l'effet tunnel). Ainsi, une de ces dimensions de type espace se serait transformée «graduellement» (cela veut dire: en environ 10^-43 s, le temps de Planck!) en dimension de type temps, et donc le temps aurait commencé à s'écouler.
La force de cette idée réside dans le fait que le temps apparaît dans un «flou quantique», et il est impossible de définir un commencement à l'univers, un temps «t=0», contrairement à l'explication relativiste. Par contre, cela veut aussi dire que l'univers a vécu jusqu'à présent un temps fini, ce qui est aussi le cas dans l'explication relativiste.
Un des défauts de cette théorie est le fait qu'on ne sache pas du tout comment une dimension de type espace peut se transformer en une dimension de type temps. Mais ceci est moins saugrenu qu'il n'y paraît, car, en relativité, la différence entre dimension de type espace et dimension de type temps est assez faible.
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Cette réponse a été préparée par Stephane.Paltani@obs.unige.ch