Isotropie de la bulle-univers

J'évoquais dans ce billet, le modèle mathématique de FRIEDMANN en 1922, puis par  le chanoine catholique LEMAÎTRE, en 1927. Ce modèle propose une métrique de l'univers, basée sur l'extrapolation des lois locales de la relativité générale de monsieur Einstein. Sans chercher ni les causes ni d'éventuelles structures physiques, FRIEDMANN a bâti un univers-jouet, astucieux qui répond à plusieurs contraintes :

- 1) dans toutes les directions, les galaxies s'éloignent de nous (isotropie) et donc chaque localité peut être considérée comme le centre ;

- 2) il n'y a donc pas de lieux privilégiés ;

- 3) sa métrique résout le paradoxe du bord.

Les mathématiciens nous disent que théoriquement, la géométrie euclidienne (celle classique de tous les jours) est une géométrie parmi d'autres et que celle de l'univers est courbe. Elle a plusieurs options ouvertes :

a) l'expansion est exponentielle et infinie ;

b) l'expansion est continue et infinie ;

c) l'expansion s'arrête à l'infini ;

d) l'expansion s'arrête en un temps fini.

Faut-il redire que le zéro et l'infini sont incompatibles avec la physique ? Cette construction abstraite et mathématique, n'a rien à voir avec la physique qui a toujours des causes structurelles. Les mathématiciens ont toujours tendance à les éluder. De plus, des mesures récentes ont permis d'affirmer qu'il n'y avait pas de courbure ! Alors deux possibilités s'offraient :

a) le modèle mathématique est exact mais il se trouve « miraculeusement »  adapté à un univers euclidien .... ;

b) la métrique riemannienne n'est pas adaptée et l'univers est tout simplement euclidien,

les adeptes du MS ont choisi de conserver la version (1) en contradiction avec le principe du rasoir d'Ockham qui est pour la simplicité (pas le simpliste).

Le modèle OSCAR est basé sur deux états d'univers dont une bulle-univers en expansion, plongée dans un état stochastique où M L T = 0. LA bulle-univers est structurée par des couches de BECs enchevêtrés. A l'origine, ces couches ont des vitesses qui s'étendent de 0 à 5 c. Ces vitesses pour l'expansion, ne contredisent en rien la relativité. Cette structure physique euclidienne doit être cohérente aux observations :

- 1) isotropie observationnelle de l'expansion : elle est entièrement expliquée par le gradient radial des vitesses entre couches. Par exemple pour une variation radiale de n%, on vérifiera le même taux dans l'axe tangentiel. Le modèle montre que nous nous trouvons dans la couche d'expansion : v ~ 0,51 c . En regardant du côté de l'éridan, nous voyons les galaxies s'éloigner tout autant qu'en regardant dans toutes les autres directions. En regardant du côté du Grand Attracteur (quasi à l'opposé de l'éridan) on remarque que nous sommes attirés vers lui d'une manière plus intense que par le seul effet gravitationnel dû à sa grande masse. L'explication est directe : nous accélérons dans cette direction car notre couche à 0,51 c tend à rejoindre la moyenne à 2,5 c (1).

- 2) pas de lieux privilégiés (sauf au bord). Or cela ne concerne que les couches en avance (5 c en cours de ralentissement) qui sont hors de notre horizon cosmologique. Selon OSCAR, cette couche a un rayon actuel de 61 G.y.l alors que notre horizon est limité à 45 G.y.l. En revanche il y a bien un centre de la bulle-univers ! Mais l'univers stochastique non connexe dans lequel est plongée la bulle en expansion, n'a aucune coordonnée.

- 3) paradoxe du bord : le modèle OSCAR ne fait pas du bord un paradoxe car l'aire de la bulle-univers est le lieu d'interactions avec le milieu stochastique dans laquelle elle est plongée. Mieux, le modèle montre que le flux de désynchronisation (augmentation de l'entropie) est proportionnel à l'aire de la bulle-univers et à sa baisse de densité. Cela explique comment l'expansion accélère le retour à l'état stochastique. En revanche, le rythme de synchronisation était accéléré par l'augmentation de la densité du BEC fossile. Il y a bien un phénomène réversible.

Voilà donc un modèle d'univers qui explique :

01/ le caractère euclidien (sans miracle) de la métrique de l'espace ;

02/ l'observation de l'immense trou de l'éridan ;

03/ l'isotropie observationnelle ;

04/ l'accélération (locale) de l'expansion ;

05/ la précocité d'apparition des premières galaxies ;

06/ la cause de la conformation universelle en galaxies ;

07/ la cause des collisions de galaxies ;

08/ la cause de l'expansion ;

09/ la cause de son accélération (locale) ;

10/ la causalité primordiale sans spéculer sur une opportune inflation ;

11/ la conservation de c dans le contexte de l'étirement spatial ;

12/ le paradoxe du bord qui est la clé de la réversibilité,

... pour ne parler que du sujet abordé ici. Inutile donc d'aller inventer des métriques exotiques pour pallier le manque de bases structurelles et surtout des causes profondes qui seraient exigées pour une démarche à caractère physique.

(1) en fait l'expansion moyenne a commencé à ralentir. En posant que nous somme à 13,78 milliards d'années du BEC fossile, distant de ~ 7 G.y.l, le ratio est de : 8,71. Ainsi la vitesse max a ralentit à : 8,71 × 0,51 c = 4,46 c. Par l'approximation linéaire, la vitesse moyenne est de 2,23 c < 2,5 c.