Comment l’univers a-t-il commencé ?

Pourquoi sommes-nous ici ? Comment l’univers a-t-il commencé ? Selon le peuple Boshongo d’Afrique centrale, avant nous, il n’y avait que l’obscurité, l’eau et le grand dieu Bumba. Un jour, Bumba, souffrant d’un mal de ventre, a vomi le Soleil. Le Soleil a évaporé une partie de l’eau, laissant une terre. Toujours dans l’inconfort, Bumba vomit la Lune, les étoiles, puis le léopard, le crocodile, la tortue et, enfin, les humains.

Ce mythe de la création, comme beaucoup d’autres, se débat avec le genre de questions que nous nous posons tous encore aujourd’hui. Heureusement, comme cela va devenir clair, nous avons maintenant un outil pour fournir les réponses : la science. En ce qui concerne les mystères de l’existence, les premières preuves scientifiques ont été découvertes dans les années 1920, lorsque Edwin Hubble a commencé à faire des observations avec un télescope sur le Mont Wilson en Californie. À sa grande surprise, Hubble a constaté que presque toutes les galaxies s’éloignaient de nous. De plus, plus les galaxies sont éloignées, plus elles s’éloignent rapidement. L’expansion de l’univers est l’une des découvertes les plus importantes de tous les temps. Cette découverte a transformé le débat sur la question de savoir si l’univers avait un commencement.

Si les galaxies s’éloignent à l’heure actuelle, elles ont donc dû se rapprocher par le passé. Si leur vitesse avait été constante, alors elles se seraient toutes retrouvées les unes sur les autres il y a des milliards d’années. Est-ce ainsi que l’univers a commencé ? À l’époque, de nombreux scientifiques n’étaient pas satisfaits de l’existence d’un commencement de l’univers, car cela semblait impliquer une défaillance de la physique. Il faudrait invoquer un organisme extérieur, que l’on peut appeler Dieu par commodité, pour déterminer comment l’univers a commencé. Ils ont donc avancé des théories dans lesquelles l’univers était en expansion à l’heure actuelle mais n’avait pas de début.

Peut-être que la plus connue a été proposée en 1948. Appelée théorie de l’état stationnaire, elle suggérait que l’univers existait depuis toujours et qu’il aurait eu la même apparence à chaque instant. Cette dernière propriété avait la grande vertu d’être une prédiction qui pouvait être testée, un ingrédient essentiel de la méthode scientifique. Or, on a constaté qu’elle était inexistante.

La preuve observationnelle confirmant l’idée que l’univers a eu un début très dense est venue en octobre 1965, avec la découverte d’un faible fond de micro-ondes dans tout l’espace. La seule interprétation raisonnable est que ce « fond diffus cosmologique » est un rayonnement provenant d’un état initial chaud et dense. Au fur et à mesure de l’expansion de l’univers, le rayonnement s’est refroidi jusqu’à devenir le vestige que nous voyons aujourd’hui. La théorie n’a pas tardé à conforter cette idée.

Avec Roger Penrose de l’Université d’Oxford, j’ai montré que si la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein est correcte, il y aurait une singularité, un point de densité infinie et de courbure de l’espace-temps, où le temps a un début. L’univers a commencé lors du Big Bang et s’est rapidement étendu. C’est ce qu’on appelle « l’inflation », qui a été extrêmement rapide : l’univers a doublé de taille plusieurs fois en une infime fraction de seconde. L’inflation a rendu l’univers très grand, très lisse et très plat. Cependant, il n’était pas complètement lisse : il y avait de minuscules variations d’un endroit à l’autre. Ces variations ont finalement donné naissance aux galaxies, aux étoiles et aux systèmes solaires. Nous devons notre existence à ces variations. Si l’univers primitif avait été complètement lisse, il n’y aurait pas eu d’étoiles et la vie n’aurait donc pas pu se développer. Nous sommes le produit de fluctuations quantiques primordiales. Comme nous le verrons plus loin, de nombreux et immenses mystères subsistent. Pourtant, nous nous rapprochons de plus en plus de la réponse aux éternelles questions : D’où venons-nous ? Et sommes-nous les seuls êtres de l’univers à pouvoir poser ces questions ?

Ce récit de Stephen Hawking a été publié à l’origine en introduction du livre The Origin of (Almost) Everything du New Scientist

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