Une nouvelle approche des équations d’Einstein pourrait éclairer ce qui s’est produit avant le Big Bang

On parle tous du Big Bang comme du grand commencement. C’est une image forte, n’est-ce pas ? Pourtant, pour les scientifiques, c’est aussi un mur immense. Un mur contre lequel toutes nos connaissances se brisent. Nous avons des preuves solides que cet événement a eu lieu, mais impossible de décrire ce qui s’est passé au tout premier instant. Pourquoi ? Parce que nos sciences, nos mathématiques, tout ce qui nous sert à comprendre le monde, perdent tout leur sens.

Les équations ne fonctionnent tout simplement plus. C’est frustrant. Mais que diriez-vous si une nouvelle approche permettait, peut-être, de jeter un œil par-dessus ce mur ? C’est le pari fou que certains chercheurs sont en train de tenter.

Pour explorer l’univers, notre principal guide, ce sont les équations du célèbre Albert Einstein. Elles sont extraordinairement puissantes pour décrire la gravité, les planètes, les galaxies… mais elles ont une limite. Dans les conditions extrêmes du Big Bang, une chaleur et une densité qu’on peine à imaginer, elles ne répondent plus. Elles ‘cassent’, comme on dit.

C’est un peu comme avoir une carte magnifique mais qui comporterait une grande tache blanche juste sur notre lieu de départ. On ne peut pas les résoudre avec un simple crayon et du papier dans ce contexte-là. Du moins, pas jusqu’à maintenant.

Alors, que faire ? L’idée, développée depuis les années 60, c’est d’utiliser ce qu’on appelle la relativité numérique. Dit simplement, si on ne peut pas trouver la solution exacte d’une équation, on demande à des ordinateurs incroyablement puissants de calculer des millions et des millions de solutions approchées jusqu’à trouver celle qui colle à la réalité. C’est un travail de titan.

Cette méthode a déjà fait ses preuves. C’est grâce à elle qu’on a pu prédire à quoi ressembleraient les ondes gravitationnelles émises par la fusion de deux trous noirs. Et quand on a enfin détecté ces ondes, elles correspondaient parfaitement aux simulations ! Une victoire éclatante qui a prouvé que l’approche fonctionnait, même quand la théorie pure était dans l’impasse.

Forts de ce succès, des chercheurs veulent maintenant appliquer la même recette au plus grand des mystères : le commencement de l’univers. Ils s’attaquent notamment à une période clé, juste après le Big Bang, appelée l’inflation cosmique.

Imaginez que, pendant une fraction de seconde, l’univers tout entier ait grandi à une vitesse ahurissante, bien plus vite que la lumière. C’est une idée folle, je sais. Mais elle est nécessaire pour expliquer pourquoi notre univers est si uniforme, si semblable partout où l’on regarde. Le hic, c’est qu’on ignore ce qui a pu déclencher cette inflation. « L’inflation elle-même n’est pas une théorie complète », explique le professeur Eugene Lim, qui participe à ces recherches. Elle doit venir de quelque chose de plus fondamental. Et c’est ce ‘quelque chose’ qu’ils espèrent débusquer avec leurs simulations.

C’est là que les choses deviennent vraiment vertigineuses. En poussant les équations dans leurs derniers retranchements grâce aux ordinateurs, les scientifiques pourraient découvrir des conditions ou des propriétés qui dépassent notre univers. Qu’est-ce que ça veut dire ? Eh bien, peut-être trouver des indices soutenant des théories encore plus folles.

Par exemple, la théorie du Big Bounce (le ‘Grand Rebond’), qui suggère que notre univers serait né de l’effondrement d’un univers précédent. Ou même des preuves indirectes de l’existence d’autres univers à côté du nôtre, ce qu’on appelle le ‘multivers’. Pour l’instant, ce ne sont que des hypothèses, mais ces calculs pourraient nous donner, pour la toute première fois, une piste concrète à suivre.

Bien sûr, il ne faut pas s’attendre à des réponses demain matin. Le travail est colossal, presque inimaginable. Mais les supercalculateurs d’aujourd’hui sont à la hauteur du défi, et les recherches avancent à plein régime. Cette nouvelle façon de faire, c’est comme si on donnait une nouvelle paire de lunettes aux scientifiques pour observer le passé le plus lointain qui soit.

On ne sait pas encore ce qu’ils vont découvrir. Peut-être rien, peut-être tout. Mais une chose est certaine : la quête de nos origines est loin, très loin d’être terminée. Et je suppose que c’est ça qui rend l’aventure si belle.