On m'a dit que le big bang était une gigantesque explosion d'une structure infiniment petite telle que l'atome, et j'ai aussi entendu dire que l'espace était infini mais qu'il était en expansion cependant. Je ne comprend pas très bien, car si l'on rétrécit l'infini au minimum, il ne peut qu'être infini ? Qu'en est-il de la théorie du big bang ?

Votre intuition est juste : Soit l'Univers est de taille finie, soit il est infini, mais il ne peut pas passer d'une taille initiale finie à une taille infinie. Dans l'hypothèse que la théorie de la relativité générale décrive correctement la naissance de l'Univers et que celui-ci a une taille finie, alors sa taille initiale était infiniment petite. D'autres lois de la physique, telles que la physique quantique ont probablement complètement modifié la structure de l'Univers aux tout premiers instants et empêché «l'apparition» de ce qu'on appelle une singularité (une densité d'énergie infinie en un point). Mais s'il est infini actuellement, alors dès sa naissance l'Univers avait déjà une taille infinie, mais quand même une densité d'énergie gigantesque par rapport à la densité actuelle. Notez que l'hypothèse d'un Univers infini est celle qui est privilégiée par les scientifiques actuellement.
 

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Cette réponse a été préparée par Stephane.Paltani@obs.unige.ch