La théorie des cordes: big bangs et craque

La théorie des cordes peut offrir des réponses à ce qui est venu avant et ce qui a causé le big bang. En fait, en vertu de la théorie du big bang - formulée dans un univers de la physique quantique et la relativité - les lois de la physique à la suite d'infinis de sens à ce moment.

Selon la théorie du big bang, si on extrapole l'univers en expansion vers l'arrière dans le temps, tout l'univers connu aurait été compacté vers le bas dans un point de incroyablement immense densité singulière. Il ne révèle rien, cependant, de savoir si quelque chose a existé un moment avant ce point.

La théorie des cordes offre la possibilité que nous sommes "coincés" sur un Brane avec trois dimensions de l'espace. Ces scénarios du monde de branes, tels que les modèles Randall-Sundrum, offrent la possibilité que avant le big bang était déjà quelque chose ici: collections de cordes et branes.

La recherche d'un univers éternel

Les scientifiques étaient à l'origine très contrarié par la théorie du big bang, parce qu'ils croyaient en un univers éternel, ce qui signifie que l'univers avait aucun point de départ (et, en moyenne, n'a pas changé au fil du temps). Einstein croyait cela, mais il a abandonné lorsque la preuve suggère autrement.

Fred Hoyle a consacré l'essentiel de sa carrière à essayer de prouver l'univers était éternel. Aujourd'hui, certains physiciens continuent de chercher des façons d'expliquer ce que, si quelque chose, existait avant le big bang.

Certains cosmologistes disent que la question de ce qui est arrivé au moment ou avant le big bang est intrinsèquement non scientifique, parce que la science a actuellement aucun moyen d'étendre ses théories physiques passé la singularité à l'aube de la chronologie de notre univers. D'autres soulignent que si nous ne demandons jamais aux questions, nous ne serons jamais découvrir une façon d'y répondre.

Bien que la théorie des cordes est pas encore prêt à répondre à ces questions, cela n'a pas empêché les cosmologistes du début à poser les questions et de proposer des scénarios possibles. Dans ces scénarios, qui sont certes vague, la pré-grand univers bang (qui vraisemblablement ne se limite pas à seulement trois dimensions de l'espace) est un conglomérat de p-branes, cordes, anti-cordes, et anti-p-branes.

Dans de nombreux cas, ces objets sont encore "là dehors" quelque part au-delà de notre propre 3-Brane, peut-être même un impact sur notre propre univers (comme dans le cas des modèles Randall-Sundrum).

Un de ces modèles est un modèle pré-bang big présenté par Gabriele Veneziano - même physicien qui est venu avec le modèle 1968 double résonance qui a déclenché la théorie des cordes. Dans ce modèle, notre univers est un trou noir dans un univers plus massive de cordes et de l'espace vide. Préalablement à la phase d'expansion de courant, il y avait une période de contraction.

Bien que probablement pas tout à fait vrai selon les principaux modèles d'aujourd'hui, ce travail par Veneziano (et des idées similaires par d'autres) a un impact sur la plupart des travaux de la cosmologie des supercordes aujourd'hui, parce qu'elle images notre univers connu comme un sous-ensemble de l'univers, avec un grande "là dehors" au-delà de notre connaissance.

Le vieux modèle de l'Univers cyclique

Une idée qui était populaire dans les années 1930 était celui d'un univers cyclique, dans lequel la densité de la matière est suffisamment élevée pour surmonter la gravité de l'expansion de l'univers. L'avantage de ce modèle est qu'il a permis à la big bang pour être correct, mais l'univers pourrait encore être éternelle.

Dans ce modèle cyclique, l'univers serait d'élargir jusqu'à gravité a commencé à tirer en arrière, résultant en un "Big Crunch" où tout affaire est renvoyée à la «superatome« primordial - et ensuite le cycle d'expansion serait tout recommencer.

Le problème est que la deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie, ou le trouble, dans l'univers seraient grandir avec chaque cycle. Si l'univers est passé par un nombre infini de cycles, la quantité de désordre dans l'univers serait infinie - tous les bits de l'univers serait en équilibre thermique avec tous les autres bits de l'univers.

Dans un univers où chaque région a exactement la même structure, aucune région a plus d'ordre que tout autre, de sorte que toutes les régions ont le montant maximum autorisé de désordre. La théorie des cordes, cependant, pourrait bien avoir un moyen de ramener le modèle cyclique dans une nouvelle forme.