Astronomie

L'univers devient fini

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Si, dans un futur lointain, l'Univers cessait de s'étendre, cela signifierait-il que l'Univers n'était plus infini ?


Si la densité de l'univers est suffisamment élevée, alors la masse de l'univers serait suffisante pour finalement arrêter l'expansion et provoquer la contraction de l'univers (la densité critique est d'environ 10 $^{-26}, mathrm{kg, m^ {-3}}$).

Si tel est le cas (ce n'est probablement pas le cas, l'univers est probablement plat, l'énergie noire provoquant une accélération de l'expansion), alors l'univers est fini dans le temps et l'a toujours été. L'univers ne cesse d'être "infini".


Si l'univers est fini, que verrions-nous au ‘edge’?

Pouvons-nous voir le bord de l'univers et, si oui, qu'y a-t-il ?

Cette image est liée à la réponse, ne vous inquiétez pas

Nous ne savons pas. C'est en fait l'une des « grandes questions » actuellement dans le domaine des sciences spatiales. Ce mystère particulier est celui qui a de nombreuses questions qui l'entourent, peut-être le plus pertinent étant « l'univers est-il fini ? » Il n'y a toujours pas de réponse universellement acceptée. Un camp pense que cela doit être le cas, mais d'autres sont en désaccord. Il est possible de voir une sphère autour de la Terre d'environ 50 milliards d'années-lumière du milieu au bord. Cela constitue l'univers observable, mais il est peu probable que ce soit toute l'étendue de l'espace, ce n'est que la partie visible.

Même si nous convenons que l'univers est fini et a un bord, ce qui est au bord est un autre sujet de débat. L'une des théories les plus solides pour la géométrie de l'univers est qu'il ressemble à un ballon géant en expansion. L'effet de cette géométrie est que regarder assez loin dans une direction particulière fera voir la même chose.

En fin de compte, cette question sonde la nature même de l'univers et n'a pas encore de réponses concrètes, mais c'est exactement pourquoi elle est fascinante.


L'univers est-il ouvert ?

L'une de mes citations préférées, bien que fortement paraphrasées, d'Albert Einstein est son affirmation selon laquelle la chose la plus incompréhensible à propos de l'univers est qu'il est compréhensible. (Ce qu'il a réellement dit, dans son ouvrage de 1936 "Physics and Reality", est plus long et comprend une digression dans Immanuel Kant et le sens de "compréhensibilité", mais il écrit ". le mystère éternel du monde est sa compréhensibilité .”) En vérité, cette affirmation retient un peu. Le plus grand mystère est que l'univers est réellement capable d'auto-compréhension.

Depuis une époque il y a près de 14 milliards d'années où toute la matière et l'énergie existaient dans un état extrêmement uniforme et ennuyeux, le cosmos a évolué pour contenir des structures complexes qui, dans au moins un petit endroit de notre système solaire, ont acquis des choses mystérieuses comme l'agence et conscience qui les poussent à essayer de décoder la réalité. Ce faisant, ils (c'est-à-dire nous) produisent également des versions interprétées de la réalité qu'ils placent dans un « dataome ».

Par dataome, j'entends toutes les données (et les informations qu'elles contiennent) que nous générons, utilisons et propageons mais qui ne sont pas codées dans notre ADN. Le dataome englobe les peintures rupestres aux livres, les clés USB aux serveurs cloud et toutes les structures construites au service de ces choses. Nous existons dans une symbiose difficile avec ce dataome, dont les intérêts ne correspondent pas toujours aux nôtres, même si les informations qu'il transporte pour nous sont essentielles à notre succès évolutif. Cela inclut les informations que nous créons décrivant notre expérience de la réalité elle-même.

ÊTRE LIBRE: Si nous pouvions démêler les quadrillions d'interactions moléculaires et atomiques dans un cerveau, et les coups de coude toujours aussi subtils de l'incertitude quantique, nous pourrions nous redonner une sorte de libre arbitre. whitehoune / Shutterstock

Chaque équation de la physique ou chaque simulation informatique de la façon dont les planètes, les étoiles et les galaxies orbitent et évoluent, est une empreinte bizarre d'une interprétation de l'univers par l'univers, construite dans l'univers par le réarrangement de ses atomes dans un dataome. Mais il y a une perspective encore plus profonde : tout cela était-il vraiment inévitable ? Avons-nous déjà eu le choix de créer un dataome ou de faire l'une des choses que nous faisons, et est-ce qu'une entité consciente d'elle-même dans l'univers a le choix non plus ?

Dans un essai merveilleusement vivant et extraordinairement dense d'idées de près de 70 pages de 2013 intitulé « Le fantôme dans la machine de Turing quantique », l'informaticien théoricien Scott Aaronson cherche des arguments pour et contre un tel libre arbitre. C'est tellement amusant que je veux passer du temps avec ça ici. Il souligne que beaucoup d'entre nous confondent l'idée d'imprévisibilité aléatoire avec le libre arbitre. Par exemple, je peux avoir l'impression d'exercer mon libre arbitre si, eh bien, je ne sais pas, j'écris spontanément le mot « éponge » ici. Cela semble certainement tout à fait aléatoire.

Cela, selon Aaronson, n'est probablement pas juste parce que ce que nous appelons le hasard suit en fait des règles statistiques de probabilité bien définies, et en ce sens n'est jamais « gratuit ». Son imprévisibilité est prévisible. En revanche, il existe une classe de phénomènes imprévisibles qui ne peuvent pas être mesurés par des probabilités aléatoires, ils ont une forme différente d'imprévisibilité. Ceci est décrit par une propriété appelée L'incertitude chevaliere après un certain Frank Knight, un économiste travaillant sur ces idées dans les années 1920. En langue vernaculaire moderne, cela ressemble beaucoup à l'idée de «l'événement du cygne noir» popularisée habilement par l'écrivain et penseur mathématique Nassim Taleb. Un événement de cygne noir est extrêmement rare, a un impact considérable sur le monde et des explications sont inventées après coup. Mais si cet événement ou comportement ne peut jamais être quantifié objectivement par des probabilités, il est probablement dans la catégorie de l'incertitude de Knight.

Il n'y a pas de solution probabiliste nette et ordonnée. On ne saura jamais pourquoi le poulet a traversé la route.

Voici un exemple basé sur l'explication d'Aaronson : imaginez qu'un programme informatique génère des nombres aléatoires dans le cadre de son fonctionnement. Peut-être choisit-il des mélanges de couleurs aléatoires pour son économiseur d'écran. Mais s'il choisit le numéro 669988, il y a un bogue dans son code qui le fera planter. Le programmeur d'origine le savait, mais puisque 669988 n'est qu'un choix parmi un million de possibilités pour ce nombre à six chiffres, ils ont décidé que ces cotes étaient acceptables.

Cependant, que se passe-t-il si le code demande à la place à un humain de fournir un nombre aléatoire à six chiffres ? Le programmeur ne peut pas savoir quelle est la probabilité que 669988 soit entré. Cela pourrait être le numéro porte-bonheur d'une personne, il pourrait y avoir une étrange prédisposition humaine à ces chiffres. Au lieu d'être imprévisible, il est simplement imprévisible et ne peut pas être décrit par des probabilités mathématiques simples. Au lieu de cela, il reflète le libre arbitre d'un être humain.

Mais si vous êtes un physicien (ou un vrai philosophe), vous pourriez vous battre avec cela. C'est parce que, diriez-vous, ce qu'un être humain fait à tout moment est en fin de compte la conséquence d'une chaîne d'événements très longue et très complexe. Chacun de ces événements peut être décomposé en interactions et occurrences individuelles d'atomes et d'électrons, de photons et de lois qui, même si elles sont probabilistes, décrivent toujours toutes les options à tout moment, elles sont toutes prévisibles et imprévisibles. Et cela inclut des choses comme l'incertitude quantique. Nous pouvons sûrement toujours expliquer une action humaine, ou n'importe quoi d'autre, simplement en allant assez loin dans cette chaîne de choses aléatoires. Dans ce cas, il n'y a pas de véritable libre arbitre, pas de véritable incertitude Knightian dans les éléments de base de la réalité.

Ingénieux : Max Tegmark

Max Tegmark, professeur de physique au MIT, est entré dans la pièce en souriant et en riant, et est resté ainsi pendant toutes les deux heures que nous avons passées ensemble. Qu'il prend le plus vif plaisir à scruter le monde. LIRE LA SUITE

Aaronson soutient que si le tout premier état (quantique) de l'univers a une incertitude Knightian, alors les choses sont plus intéressantes. L'état précis du nouvel univers n'a pas besoin d'être déterminé par les règles statistiques du hasard. Cela pourrait être tout aussi étrangement imprévisible que l'exemple précédent de quelqu'un devinant de manière perverse le numéro de code qui s'écrase. Dans ce cas, les informations qui décrivent cet état - et par la suite tous les états que l'univers assumera, y compris tous ses atomes, nous et tous les extraterrestres - peuvent être considérées (dans la terminologie d'Aaronson) comme étant constituées de "freebits". Et les freebits sont un peu comme le dernier mot dans le choix cosmique.

Ces freebits doivent également être de nature quantique. Cela signifie qu'ils sont également des "qubits" - la version des anciens bits 1 et 0 qui s'applique aux objets et aux systèmes présentant un comportement quantique. Ce sont des choses floues et indéterminées jusqu'à ce qu'elles soient appelées et mises au point. C'est une complication à laquelle je vais éviter de vraiment faire face, car cela va vraiment nous faire mal à la tête. Heureusement, pour avoir une idée de l'endroit où les freebits nous mènent, il n'est pas nécessaire de connaître tous ces détails.

L'histoire à laquelle il faut prêter attention est simplement que ces freebits pourraient rester tout au long de l'histoire de l'univers. Ou, pour inverser la tendance : supposons que vous souhaitiez retracer la chaîne d'événements qui a conduit à un incident spécifique, quelque chose d'intéressant dans une expérience de physique ou un poulet traversant la route. Pour certains incidents, il y aura une chaîne qui va Tout le chemin du retour aux freebits originaux. Et parce que ces freebits obéissent à l'incertitude de Knight, cela signifie qu'il n'y a pas de réponse ultime pour savoir pourquoi vous avez vu ce que vous avez vu, pas de solution probabiliste finale nette et ordonnée. On ne saura jamais, jamais pourquoi le poulet a traversé la route.

L'aléatoire suit des règles statistiques de probabilité bien définies et, en ce sens, n'est jamais « gratuit ».

Cela pourrait, peut-être, s'appliquer également à des structures comme le cerveau humain et ses pensées. Si nous pouvions démêler les quadrillions incalculables d'interactions moléculaires et atomiques et d'événements enchaînés dans un cerveau, et les coups de coude toujours aussi subtils de l'incertitude quantique ici et là, nous pourrions découvrir que tout cela nous ramène aux bits libres originaux, rétablissant ainsi certains sorte de libre arbitre envers nous-mêmes. Je ne suggère aucune sorte de connexion mystique stupide-cerveau, ce n'est que de la physique (enfin, toute la physique à la frontière avec la philosophie). Mais il se pourrait bien que votre décision spontanée de placer un poulet sans méfiance au bord de la route soit vraiment chevalier, avec une lignée remontant jusqu'au Big Bang.

Pourtant, cela implique également qu'il n'y a qu'un certain nombre de façons dont tout peut arriver dans le cosmos, qu'un certain nombre de façons dont l'histoire pourrait se dérouler. C'est un peu comme faire un road trip à travers le pays d'une côte continentale à une autre : vous n'avez qu'un nombre limité d'endroits à partir desquels vous pouvez commencer, et chacun influencera votre destination. L'univers est-il vraiment ouvert dans sa capacité à générer de la nouveauté informationnelle ? Peut-être pas entièrement.

Vous pourriez, si vous avez survécu à la lecture jusqu'ici, vous demander de combien de freebits nous parlons. Après tout, l'univers connaissable est grand mais résolument fini. Nous ne pouvons observer que le royaume du cosmos à partir duquel la lumière a eu le temps de nous atteindre depuis le Big Bang il y a quelque 13,8 milliards d'années. C'est délicat, mais nous pouvons en fait estimer le nombre maximum de tout type de bits (pas seulement de bits gratuits) dans l'univers observable à environ dix à la puissance de 122 (ou 10 122 ). L'implication est que c'est la limite du nombre de choses intéressantes qui peuvent jamais arriver dans l'univers. Pas de refonte, pas d'extras, c'est tout.

Mais cela signifie également que les freebits et les bits s'épuisent avec le temps. En effet, ils doivent l'être pour que les événements se produisent. Et cela nous ramène au cercle complet des idées de physique classique des lois de la thermodynamique et de l'entropie, et de la limite de Landauer sur l'énergie nécessaire pour effacer les bits. Stocker et accéder à l'information signifie utiliser de l'énergie. Mais si vous utilisez de l'énergie, vous devez maintenir ou augmenter l'entropie du cosmos (de manière générale). S'il y a un nombre fini de bits dans toute la réalité, même s'il s'agit d'un nombre énorme comme 10 122 , alors finalement l'univers n'a plus de moyens de changer son entropie et ses bits.

À ce stade, l'histoire se connecte au futur cosmique lointain, lointain, lointain dans lequel tout est en équilibre thermique : l'espace est à la même température, partout. Il n'y a pas de points chauds et froids, aucun moyen pour que l'énergie passe des choses chaudes aux choses froides. Plus de morceaux à retourner et l'univers se termine comme un bain tiède, plein de regrets. (Bien que les regrets impliquent des informations, et il n'y aurait aucun moyen d'y accéder à ce stade tardif).

Est-ce que tout cela est une description valable du monde qui a été et est à venir ? Nous ne savons pas vraiment, bien que notre meilleur pari soit que l'univers en constante expansion se dirige effectivement vers l'ennui éventuel de l'uniformité thermique. Des concepts comme les freebits ne sont, pour l'instant, que des propositions intrigantes sur ce qui fait vibrer la réalité sous la surface.

Le point essentiel de tout cela est que l'information se révèle être plus que ce à quoi on pourrait s'attendre. Ce n'est pas seulement un moyen de sonder les fondamentaux de la nature, cela peut faire partie des fondamentaux. Par conséquent, le fait que le dataome humain soit de plus en plus lié au tissu de l'univers - en tant que morceaux de matière et d'énergie manipulés - signifie que nous (en tant qu'êtres vivants) sommes pleinement engagés dans la course universelle vers ce futur océan d'immuables, équilibrés. espace-temps. C'est comme si nous sortions du vide sous la forme d'une fluctuation temporaire de l'énergie, et nous nous efforçons depuis de revenir en arrière.

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Caleb Scharf est l'auteur de L'Ascension de l'Information. Il est astrophysicien, directeur de l'astrobiologie à l'Université Columbia à New York et fondateur de yhousenyc.org, un institut qui étudie la conscience humaine et machine. Ses livres précédents incluent L'univers zoomable : une visite épique à travers l'échelle cosmique, de presque tout à presque rien.

De L'ascension de l'information : des livres, des extraits, des gènes, des machines et l'algorithme sans fin de la vie par Caleb Scharf. Publié en accord avec Riverhead, membre de Penguin Random House LLC. Copyright © Caleb Scharf 2021.


L'origine absolue de l'univers, de toute matière et énergie, même de l'espace physique et du temps eux-mêmes, dans la singularité du Big Bang contredit l'hypothèse naturaliste pérenne selon laquelle l'univers a toujours existé. L'un après l'autre, les modèles conçus pour éviter la singularité cosmologique initiale - le modèle de l'état stable, le modèle oscillant, les modèles de fluctuation du vide - sont venus et sont partis. Les modèles actuels de gravité quantique, tels que le modèle Hartle-Hawking et le modèle Vilenkin, doivent faire appel au dispositif physiquement inintelligible et métaphysiquement douteux du « temps imaginaire » pour éviter le début de l'univers. La contingence impliquée par un commencement absolu ex nihilo pointe vers une cause transcendante de l'univers au-delà de l'espace et du temps. Les objections philosophiques à une cause de l'univers n'emportent pas la conviction.

Depuis des temps immémoriaux, les hommes ont tourné leur regard vers le ciel et demandé. La cosmologie et la philosophie trouvent leurs racines dans l'émerveillement ressenti par les anciens Grecs lorsqu'ils contemplaient le cosmos. Selon Aristote,

c'est à cause de leur émerveillement que les hommes commencent et ont commencé à philosopher d'abord, ils s'étonnaient à l'origine des difficultés évidentes, puis avançaient peu à peu et exposaient des difficultés sur les plus grandes questions, par exemple sur les phénomènes de la lune et ceux du soleil et des étoiles, et sur l'origine de l'univers. [1]

La question de savoir pourquoi l'univers existe reste le mystère ultime. Derek Parfit, un philosophe contemporain, déclare que "Aucune question n'est plus sublime que pourquoi il y a un Univers : pourquoi il y a quelque chose plutôt que rien." [2]

Cette question a conduit le grand mathématicien et philosophe allemand Gottfried Wilhelm Leibniz à poser l'existence d'un être métaphysiquement nécessaire qui porte en lui la raison suffisante de sa propre existence et qui constitue la raison suffisante de l'existence de tout le reste du monde. [3] Leibniz a identifié cet être comme Dieu. Les critiques de Leibniz, d'autre part, ont affirmé que l'univers espace-temps peut lui-même être l'être nécessaire exigé par l'argument de Leibniz. Ainsi, le sceptique écossais David Hume s'est demandé : « Pourquoi l'univers matériel ne serait-il pas nécessairement l'Être existant... ? En effet, « Comment quelque chose, qui existe de toute éternité, peut-il avoir une cause, puisque cette relation implique une priorité dans le temps et un commencement d'existence ? [4] Rien ne justifie d'aller au-delà de l'univers pour poser un fondement surnaturel de son existence. Comme Bertrand Russell l'a dit si succinctement dans son débat radio de la BBC avec Frederick Copleston, "L'univers est juste là, et c'est tout." [5]

L'origine de l'univers

Cette impasse a persisté jusqu'en 1917, l'année où Albert Einstein a fait une application cosmologique de sa théorie de la relativité générale nouvellement découverte. [6] À son grand chagrin, il a constaté que GTR ne permettrait pas un modèle statique de l'univers à moins qu'il n'introduise dans ses équations de champ gravitationnel un certain « facteur de fudge » L afin de contrebalancer l'effet gravitationnel de la matière. Cependant, l'univers d'Einstein était en équilibre sur le fil du rasoir et la moindre perturbation provoquerait l'implosion ou l'expansion de l'univers. En prenant au sérieux cette caractéristique du modèle d'Einstein, Alexander Friedman et Georges Lemaitre ont pu formuler indépendamment dans les années 1920 des solutions aux équations de champ qui prédisaient un univers en expansion. [7]

L'importance monumentale du modèle Friedman-Lemaître résidait dans son historisation de l'univers. Comme l'a fait remarquer un commentateur, jusqu'à ce moment-là, l'idée de l'expansion de l'univers « était absolument au-delà de la compréhension. Tout au long de l'histoire humaine, l'univers était considéré comme fixe et immuable et l'idée qu'il pourrait réellement changer était inconcevable ». [8] Mais si le modèle de Friedman-Lemaitre était correct, l'univers ne pourrait plus être traité de manière adéquate comme une entité statique existant, en effet, intemporelle. L'univers a plutôt une histoire, et le temps ne sera pas indifférent à notre enquête sur le cosmos. En 1929, les mesures d'Edwin Hubble du décalage vers le rouge dans les spectres optiques de la lumière des galaxies lointaines, [9] qui ont été prises pour indiquer un mouvement de récession universel des sources lumineuses dans la ligne de mire, ont fourni une vérification spectaculaire de la Modèle Friedman-Lemaître. Incroyablement, ce que Hubble avait découvert était l'expansion isotrope de l'univers prédite par Friedman et Lemaitre. Elle marque un véritable tournant dans l'histoire des sciences.« De toutes les grandes prédictions que la science ait jamais faites au cours des siècles », s'exclame John Wheeler, « y en a-t-il jamais eu une plus grande que celle-ci, pour prédire, et prédire correctement, et prédire contre toute attente un phénomène aussi fantastique que l'expansion du univers?" [dix]

Le modèle standard du Big Bang

En tant que théorie basée sur le GTR, le modèle de Friedman-Lemaitre ne décrit pas l'expansion du contenu matériel de l'univers dans un espace newtonien vide préexistant, mais plutôt l'expansion de l'espace lui-même. Cela a l'implication étonnante qu'à mesure que l'on inverse l'expansion et que l'on extrapole dans le temps, la courbure de l'espace-temps devient progressivement plus grande jusqu'à ce que l'on arrive finalement à un état singulier auquel la courbure de l'espace-temps devient infinie. Cet état constitue donc un bord ou une frontière à l'espace-temps lui-même. Commentaires de P.C.W. Davies,

Une singularité cosmologique initiale. . . forme une extrémité temporelle passée de l'univers. On ne peut pas continuer le raisonnement physique, ou même le concept d'espace-temps, à travers une telle extrémité. . . . De ce point de vue, le big bang représente l'événement de création, la création non seulement de toute la matière et de l'énergie de l'univers, mais aussi de l'espace-temps lui-même. [11]

L'expression populaire "Big Bang", à l'origine un terme dérisoire inventé par Fred Hoyle pour caractériser le début de l'univers prédit par le modèle de Friedman-Lemaitre, est donc potentiellement trompeuse, puisque l'expansion ne peut pas être visualisée de l'extérieur (il n'y a pas de " dehors", tout comme il n'y a pas d'"avant" par rapport au Big Bang). [12]

Le modèle standard du Big Bang décrit ainsi un univers qui n'est pas éternel dans le passé, mais qui a vu le jour il y a un temps fini. De plus, et cela mérite d'être souligné, l'origine qu'elle pose est une origine absolue Ex nihilo. Car non seulement toute matière et énergie, mais l'espace et le temps eux-mêmes naissent à la singularité cosmologique initiale. Comme le soulignent Barrow et Tipler, "A cette singularité, l'espace et le temps sont venus à exister littéralement rien n'existait avant la singularité, donc, si l'Univers est né d'une telle singularité, nous aurions vraiment une création Ex nihilo." [13] Ainsi, nous pouvons représenter graphiquement l'espace-temps comme un cône (Fig. 1).

Fig. 1 : Représentation conique de l'espace-temps du modèle standard. L'espace et le temps commencent à la singularité cosmologique initiale, avant laquelle littéralement rien n'existe.

Sur un tel modèle, l'univers naît Ex nihilo en ce sens qu'à la singularité initiale il est vrai que Il n'y a pas de point d'espace-temps antérieur ou c'est faux que Quelque chose existait avant la singularité.

Or, une telle conclusion est profondément troublante pour quiconque y réfléchit. Car la question ne peut être supprimée : Pourquoi l'univers existe-t-il plutôt que rien ? À la lumière de l'origine de l'univers Ex nihilo, on ne peut plus écarter cette question avec un haussement d'épaules et un slogan, "L'univers est juste là et c'est tout." Car l'univers n'est pas "juste là" mais il il s'est avéré. Le commencement de l'univers révèle que l'univers n'est pas, comme le pensait Hume, un être nécessairement existant mais qu'il est contingent dans son existence. Les philosophes analysant le concept d'existence nécessaire s'accordent à dire que les propriétés essentielles de toute entité nécessairement existante incluent le fait qu'elle soit éternelle, sans cause, incorruptible et indestructible [14] -- sinon elle serait capable de non-existence, ce qui est contradictoire. Ainsi, si l'univers a commencé à exister, il lui manque au moins une des propriétés essentielles de l'existence nécessaire-éternité. Par conséquent, la raison de son existence ne peut pas être immanente, mais doit d'une manière mystérieuse être ultra-mondaine ou transcendante. Sinon, il faut dire que l'univers a tout simplement jailli d'absolument rien, ce qui semble absurde. Sir Arthur Eddington, contemplant le début de l'univers, a estimé que l'expansion de l'univers était si absurde et incroyable que "Je ressens presque une indignation que quiconque devrait y croire - sauf moi-même". [15] Il s'est finalement senti obligé de conclure : « Le début semble présenter des difficultés insurmontables à moins que nous acceptions de le considérer comme franchement surnaturel. [16]

Je trouve que la plupart des scientifiques ne réfléchissent pas philosophiquement aux implications métaphysiques de leurs théories. Mais, selon les mots d'une équipe d'astrophysique, "Le problème de l'origine [de l'univers] implique un certain aspect métaphysique qui peut être soit attrayant, soit révoltant." [17]

Révoltés par les austères alternatives métaphysiques que nous présentait un commencement absolu de l'univers, certains théoriciens ont été naturellement désireux de subvertir le modèle standard et de restaurer un univers éternel. Sir Fred Hoyle, par exemple, ne pouvait admettre ni une origine sans cause ni une origine surnaturelle de l'univers. En ce qui concerne la première alternative, il a écrit, "Cette situation la plus particulière est prise par de nombreux astronomes pour représenter l'origine de l'univers. L'univers est censé avoir commencé à ce moment précis. D'où? La réponse habituelle, sûrement insatisfaisante, est : à partir de rien ! » [18] Tout aussi insatisfaisant dans l'esprit de Hoyle était la postulation d'une cause surnaturelle. Notant que certains acceptent avec bonheur le commencement absolu de l'univers, Hoyle se plaignit :

Pour beaucoup de gens ce processus de pensée semble très satisfaisant car un 'quelque chose' extérieur à la physique peut alors être introduit à t = 0. Par une manœuvre sémantique, le mot 'quelque chose' est alors remplacé par 'dieu,' sauf que la première lettre devient une majuscule, Dieu, pour nous avertir qu'il ne faut pas pousser plus loin l'enquête. [19]

Au crédit de Hoyle, il a poussé l'enquête plus loin en aidant à formuler en 1948 le premier concurrent du modèle standard, à savoir le modèle d'état stable de l'univers. [20] Selon cette théorie, l'univers est dans un état d'expansion cosmique isotrope, mais à mesure que les galaxies reculent, une nouvelle matière est entraînée à naître. Ex nihilo dans les interstices de l'espace créés par la récession galactique (Fig. 2).

Fig. 2 : Modèle d'état stable. Au fur et à mesure que les galaxies se retirent, une nouvelle matière apparaît pour les remplacer. L'univers se renouvelle ainsi constamment et n'a donc jamais commencé à exister.

Si l'on extrapole l'expansion de l'univers dans le temps, la densité de l'univers n'augmente jamais car la matière et l'énergie disparaissent tout simplement à mesure que les galaxies se rapprochent !

La théorie de l'état stable n'a jamais obtenu une seule pièce de vérification expérimentale, son attrait était purement métaphysique. [21] La découverte de plus en plus de radiogalaxies à des distances de plus en plus grandes a miné la théorie en montrant que l'univers avait une histoire évolutive. Mais la réfutation décisive du modèle d'état stable est venue avec deux découvertes qui constituaient, en plus du décalage vers le rouge galactique, la preuve la plus significative de la théorie du Big Bang : la nucléosynthèse cosmogonique des éléments légers et le rayonnement de fond micro-ondes. En conséquence, selon les mots d'Ivan King, "La théorie de l'état stationnaire a maintenant été abandonnée, à la suite d'observations claires de la façon dont les choses ont changé avec le temps." [22]

Le modèle standard était basé sur les hypothèses d'homogénéité et d'isotropie. Certains cosmologistes ont émis l'hypothèse qu'en niant l'homogénéité et l'isotropie, on pourrait être en mesure de créer un modèle oscillant de l'univers. [23] Si l'attraction gravitationnelle interne de la masse de l'univers était capable de vaincre la force de son expansion, alors l'expansion pourrait être inversée en une contraction cosmique, un Big Crunch. Si l'univers n'était pas homogène et isotrope, alors l'univers qui s'effondre pourrait ne pas fusionner en un point, mais le contenu matériel de l'univers pourrait se croiser, de sorte que l'univers semblerait rebondir de la contraction dans une nouvelle phase d'expansion . Si ce processus d'expansion et de contraction pouvait être répété indéfiniment, alors un commencement absolu de l'univers pourrait être évité (Fig. 3).

Fig. 3 : Modèle oscillant. Chaque phase d'expansion est précédée et suivie d'une phase de contraction, de sorte que l'univers en accordéon existe sans commencement et sans fin.

Une telle théorie est extraordinairement spéculative, mais là encore, il y avait des motivations métaphysiques pour adopter ce modèle. [24] Les perspectives du modèle oscillant ont été gravement assombries en 1970, cependant, par la formulation de Penrose et Hawking des théorèmes de singularité qui portent leurs noms. [25] Les théorèmes ont révélé que dans des conditions très généralisées, une singularité cosmologique initiale est inévitable, même pour des univers inhomogènes et non isotropes. Réfléchissant à l'impact de cette découverte, Hawking note que les théorèmes de singularité de Hawking-Penrose « ont conduit à l'abandon des tentatives (principalement par les Russes) d'affirmer qu'il y avait eu une phase de contrat précédente et un rebond non singulier dans l'expansion. tout le monde croit maintenant que l'univers, et le temps lui-même, ont commencé avec le big bang." [26]

Malgré le fait que les extrémités d'un univers fermé doivent être des singularités et qu'aucune trajectoire spatio-temporelle ne peut être prolongée à travers une singularité, le modèle oscillant a fait preuve d'une persistance obstinée. Trois autres grèves ont été déposées à son encontre. Premièrement, il n'y a pas de physique connue qui ferait rebondir un univers en train de s'effondrer vers une nouvelle expansion. Deuxièmement, les preuves d'observation indiquent que la densité de masse moyenne de l'univers est insuffisante pour générer suffisamment d'attraction gravitationnelle pour arrêter et inverser l'expansion. [27] Troisièmement, puisque l'entropie est conservée de cycle en cycle dans un tel modèle, ce qui a pour effet de générer des oscillations de plus en plus longues à chaque cycle successif, les propriétés thermodynamiques d'un modèle oscillant impliquent le tout début que ses partisans ont cherché à éviter ( illustration 4). [28]

Fig. 4 : Modèle oscillant avec augmentation d'entropie. En raison de la conservation de l'entropie, chaque oscillation successive a un rayon plus grand et un temps d'expansion plus long.

Bien que ces difficultés soient bien connues, les partisans du modèle oscillant s'y sont accrochés avec ténacité jusqu'à ce qu'une nouvelle alternative au modèle standard émerge dans les années 1970. [29] La théorie a tiré sa vie de son évitement d'un début absolu de l'univers, mais une fois que d'autres modèles sont devenus disponibles, prétendant offrir le même avantage, le modèle oscillant a sombré sous le poids de ses propres lacunes.

Modèles de fluctuation du vide

Les cosmologistes ont réalisé qu'une description physique de l'univers avant l'époque de Planck nécessiterait l'introduction de la physique quantique en plus de la GTR. En 1973, Edward Tryon s'est demandé si l'univers ne serait pas une particule virtuelle à longue durée de vie, dont l'énergie totale est nulle, née du vide primordial. [30] Cette spéculation apparemment bizarre a donné lieu à une nouvelle génération de théories cosmogoniques que nous pouvons appeler les modèles de fluctuation du vide. Dans de tels modèles, on émet l'hypothèse qu'avant une certaine ère inflationniste, l'Univers dans son ensemble est un vide primordial qui existe, non pas dans un état d'expansion, mais éternellement dans un état stable. Tout au long de ce vide, des fluctuations d'énergie subatomique se produisent constamment, au moyen desquelles la matière est créée et des mini-univers naissent (Fig. 5).

Fig. 5 : Modèles de fluctuation du vide. Dans le vide de l'Univers au sens large, des fluctuations se produisent qui se transforment en mini-univers. Le nôtre n'est que l'un d'entre eux, et son commencement relatif n'implique pas un commencement pour l'Univers dans son ensemble.

Notre univers en expansion n'est que l'un d'un nombre indéfini de mini-univers conçus dans le sein du plus grand Univers dans son ensemble. Ainsi, le commencement de notre univers ne représente pas un commencement absolu, mais simplement un changement dans l'Univers-comme-un-ensemble éternel et sans cause.

Les modèles de fluctuation du vide n'ont pas survécu à la décennie des années 1980. Non seulement il y avait des problèmes théoriques avec les mécanismes de production de la matière, mais ces modèles étaient confrontés à une profonde incohérence interne. [31] Selon de tels modèles, il est impossible de spécifier précisément quand et où une fluctuation se produira dans le vide primordial qui deviendra alors un univers. Dans tout intervalle de temps fini, il existe une probabilité positive qu'une telle fluctuation se produise en tout point de l'espace. Ainsi, étant donné le temps passé infini, les univers finiront par être engendrés à tous point dans le vide primordial, et, à mesure qu'ils s'étendent, ils commenceront à entrer en collision et à fusionner les uns avec les autres. Ainsi, étant donné un temps passé infini, nous devrions maintenant observer un univers infiniment ancien, et non un univers relativement jeune. À peu près, la seule façon d'éviter le problème serait de postuler une expansion du vide primordial lui-même, mais nous revenons alors à l'origine absolue impliquée par le modèle standard. Selon Isham, ce problème s'est avéré « assez mortel » pour les modèles de fluctuation du vide. Par conséquent, ces modèles ont été « largués il y a vingt ans » et « plus rien » n'a été fait avec eux depuis. [32]

Modèle inflationniste chaotique

L'inflation constitue également le contexte de la prochaine alternative à se présenter : le modèle inflationniste chaotique. L'un des théoriciens de l'inflation les plus fertiles a été le cosmologiste russe Andrei Linde. [33] Dans le modèle d'inflation de Linde jamais extrémités : chaque domaine gonflant de l'univers lorsqu'il atteint un certain volume donne naissance via l'inflation à un autre domaine, et ainsi de suite, À l'infini (Fig. 6).

Fig. 6 : Modèle inflationniste chaotique. L'univers plus large produit via l'inflation des domaines séparés qui continuent de s'éloigner les uns des autres. Étant donné que ces "bulles" n'interagissent pas, elles ne peuvent pas entrer en collision et fusionner comme pourraient le faire les mini-univers postulés par les modèles de fluctuation du vide.

Le modèle de Linde a donc un avenir infini. Mais Linde est troublée à la perspective d'un début absolu. Il écrit : « L'aspect le plus difficile de ce problème n'est pas l'existence de la singularité elle-même, mais la question de ce qui a été avant que la singularité. . . . Ce problème se situe quelque part à la frontière entre la physique et la métaphysique. » [34] Linde propose donc que l'inflation chaotique est non seulement sans fin, mais sans commencement. Chaque domaine de l'univers est le produit de l'inflation dans un autre domaine, de sorte que la singularité est évitée. et avec lui aussi la question de ce qui l'a précédé (ou, plus exactement, de ce qui l'a causé).

En 1994, cependant, Arvind Borde et Alexander Vilenkin ont montré qu'un univers qui se gonfle éternellement vers le futur ne peut pas être géodésiquement complet dans le passé, de sorte qu'il doit avoir existé à un moment donné dans un passé indéfini une singularité initiale. Ils écrivent,

Un modèle dans lequel la phase inflationniste n'a pas de fin . . . conduit naturellement à cette question : ce modèle peut-il aussi être étendu au passé infini, évitant ainsi le problème de la singularité initiale ?

. . . ce n'est en fait pas possible dans les espaces-temps inflationnistes éternels du futur tant qu'ils obéissent à des conditions physiques raisonnables : de tels modèles doivent nécessairement posséder des singularités initiales.

. . . le fait que les espaces-temps inflationnistes soient passés incomplets oblige à se demander ce qui, le cas échéant, a précédé. [35]

En réponse, Linde souscrit à contrecœur à la conclusion de Borde et Vilenkin : il doit y avoir eu une singularité du Big Bang à un moment donné dans le passé. [36]

À la fin de leur analyse du modèle d'inflation chaotique de Linde, Borde et Vilenkin disent à propos de la question métaphysique de Linde : « La façon la plus prometteuse de traiter ce problème est probablement de traiter l'Univers quantiquement et de le décrire par un fonction d'onde plutôt que par un espace-temps classique." [37] Ils font ainsi allusion à la dernière classe de modèles tentant d'éviter la singularité cosmologique initiale que nous considérerons, à savoir les Modèles Quantiques de Gravité. Vilenkin et, plus célèbre encore, James Hartle et Stephen Hawking ont proposé des modèles de l'univers que Vilenkin appelle franchement des exercices de « cosmologie métaphysique ». [38] Dans sa popularisation à succès de sa théorie, Hawking révèle même une orientation explicitement théologique. Il concède que sur le modèle standard, on pourrait légitimement identifier la singularité du Big Bang comme l'instant où Dieu a créé l'univers. [39] En effet, il pense qu'un certain nombre de tentatives pour éviter le Big Bang ont probablement été motivées par le sentiment qu'un début des temps « sent l'intervention divine ». [40] Il voit son propre modèle comme préférable au Modèle Standard parce qu'il n'y aurait aucun bord d'espace-temps auquel on "devrait faire appel à Dieu ou à une nouvelle loi." [41]

Les modèles de Hartle-Hawking et de Vilenkin éliminent tous deux la singularité initiale en transformant l'hyper-surface conique de l'espace-temps classique en une hyper-surface lisse et incurvée sans bord (Fig. 7).

Fig. 7 : Modèle de gravité quantique. Dans la version Hartle-Hawking, l'espace-temps est "arrondi" avant le temps de Planck, de sorte que bien que le passé soit fini, il n'y a pas de bord ou de point de départ.

Ceci est accompli par l'introduction de nombres imaginaires pour la variable de temps dans les équations gravitationnelles d'Einstein, ce qui élimine efficacement la singularité. Hawking voit de profondes implications théologiques dans le modèle :

L'idée que l'espace et le temps peuvent former une surface fermée sans frontière. . . a de profondes implications pour le rôle de Dieu dans les affaires de l'univers. . . . Tant que l'univers avait un commencement, on pouvait supposer qu'il avait un créateur. Mais si l'univers est vraiment complètement autonome, n'ayant ni frontière ni bord, il n'aurait ni commencement ni fin. Quelle place, alors, pour un créateur ? [42]

Hawking ne nie pas l'existence de Dieu, mais il pense que son modèle élimine le besoin d'un Créateur.

La clé pour évaluer cette affirmation théologique est l'interprétation physique des modèles de gravité quantique. En posant un temps fini (imaginaire) sur une surface fermée avant le temps de Planck plutôt qu'un temps infini sur une surface ouverte, de tels modèles semblent en fait soutenir, plutôt que saper, l'idée que le temps a eu un commencement. De telles théories, si elles réussissent, nous permettent de modéliser l'origine de l'univers sans une singularité initiale impliquant une densité, une température, une pression infinies, etc.Comme le souligne Barrow, "Ce type d'univers quantique n'a pas toujours existé, il naît comme les cosmologies classiques pourraient le faire, mais il ne commence pas à un Big Bang où les quantités physiques sont infinies . . . ." [43] Barrow fait remarquer que de tels modèles sont « souvent décrits comme donnant une image de la « création à partir de rien », la seule mise en garde étant que dans ce cas « il n'y a pas de point précis de création... ». [44] Hartle-Hawking eux-mêmes interprètent leur modèle comme donnant « l'amplitude pour que l'Univers apparaisse à partir de rien », et Hawking a affirmé que selon le modèle, l'univers « serait littéralement créé à partir de rien : pas seulement à partir du vide, mais à partir d'absolument rien du tout, car il n'y a rien en dehors de l'univers." [45] Prises au pied de la lettre, ces déclarations impliquent le début de l'univers. L'affirmation de Hawking citée ci-dessus concernant les implications théologiques de son modèle doit donc être comprise comme signifiant que sur de tels modèles il n'y a ni début ni fin. points, et, par conséquent, pas besoin d'un Créateur. Mais avoir un commencement n'implique pas d'avoir un point de départ. Même dans le Modèle Standard, les théoriciens "découpent" parfois le point singulier initial sans penser que donc l'espace-temps ne commence plus à exister et que le problème de l'origine de l'univers est ainsi résolu. Le temps commence à exister juste au cas où pour tout intervalle temporel fini, il n'y a qu'un nombre fini d'intervalles temporels égaux antérieurs à lui. Cette condition est remplie pour les modèles de gravité quantique ainsi que pour le modèle standard. Nous ne devrions pas non plus penser qu'en donnant l'amplitude pour que l'univers apparaisse à partir de rien, les cosmologistes quantiques ont éliminé le besoin d'un Créateur, car cette probabilité est conditionnelle à plusieurs choix que seul le Créateur pourrait faire (comme la sélection de la fonction d'onde de l'univers ) et s'applique de façon douteuse au néant absolu. [46]

Peut-être dira-t-on qu'une telle interprétation des modèles de gravité quantique ne prend pas au sérieux la notion de « temps imaginaire ». L'introduction de nombres imaginaires pour la variable temps dans l'équation d'Einstein a pour effet particulier de rendre la dimension temporelle indiscernable de l'espace. Mais dans ce cas, le régime temporel imaginaire antérieur au temps de Planck n'est pas du tout un espace-temps, mais un espace euclidien à quatre dimensions. Interprété de façon réaliste, un tel espace à quatre serait évacué de tout devenir temporel et existerait simplement hors du temps. Ainsi, Hawking le décrit comme "complètement autonome et non affecté par quoi que ce soit en dehors de lui-même. Il ne serait ni créé ni détruit. Ce serait juste ÊTRE." [47]

La question qui se pose pour cette interprétation du modèle est de savoir si une telle interprétation est censée être prise de manière réaliste ou instrumentale. Sur ce point, il ne fait guère de doute que l'utilisation de quantités imaginaires pour le temps est un simple dispositif mathématique sans signification ontologique. Barrow observe que « les physiciens ont souvent appliqué cette procédure de « changement du temps dans l'espace » comme une astuce utile pour résoudre certains problèmes de la mécanique quantique ordinaire, bien qu'ils n'aient pas imaginé que le temps était vraiment comme l'espace. A la fin du calcul, ils échangent juste [sic] revenir à l' interprétation habituelle selon laquelle il existe une dimension de temps et trois . . . dimensions de. . . l'espace." [48] Dans son modèle, Hawking refuse simplement de se reconvertir en nombres réels. Si nous le faisons, alors la singularité réapparaît. Hawking admet : " Ce n'est que si nous pouvions nous représenter l'univers en termes de temps imaginaire pas de singularités. . . . Cependant, lorsque l'on revient au temps réel dans lequel nous vivons, il semble toujours y avoir des singularités. » [49] Le modèle de Hawking est donc une manière de redécrire un univers avec un point de départ singulier de cette manière que cette singularité est transformée mais qu'une telle redescription n'a pas un caractère réaliste.

Hawking a récemment déclaré explicitement qu'il interprète le modèle Hartle-Hawking de manière non réaliste. Il confesse : "Je suis un positiviste... Je n'exige pas qu'une théorie corresponde à la réalité parce que je ne sais pas ce que c'est." [50] Plus extrême encore, « je prends le point de vue positiviste qu'une théorie physique n'est qu'un modèle mathématique et qu'il est inutile de se demander si elle correspond à la réalité. [51] En évaluant la valeur d'une théorie, « Tout ce qui m'intéresse, c'est que la théorie devrait prédire les résultats des mesures ». [52] L'exemple le plus clair de l'instrumentalisme de Hawking est son analyse de la création de paires de particules en termes d'effet tunnel quantique d'électrons dans l'espace euclidien (le temps étant imaginaire) et d'une paire électron/positon s'éloignant l'une de l'autre dans l'espace-temps de Minkowski. . [53] Cette analyse est directement analogue au modèle cosmologique de Hartle-Hawking et pourtant personne n'interpréterait la création de paires de particules comme étant littéralement le résultat d'une transition d'électrons d'un espace à quatre existant intemporel vers notre espace-temps classique. C'est juste une description alternative utilisant des nombres imaginaires plutôt que des nombres réels.

De manière significative, l'utilisation de quantités imaginaires pour le temps est une caractéristique inhérente à tout Modèles de gravité quantique. [54] Cela exclut qu'ils soient interprétés de manière réaliste comme des comptes rendus de l'origine de l'univers espace-temps dans un espace à quatre existant de manière intemporelle. Ce sont plutôt des moyens de modéliser le vrai début de l'univers Ex nihilo de manière à ne pas impliquer une singularité. Ce qui a donné naissance à l'univers reste inexpliqué sur de tels comptes.

Avec chaque échec successif des théories cosmogoniques alternatives, le modèle standard a été corroboré. On peut affirmer avec assurance qu'aucun modèle cosmogonique n'a été vérifié à plusieurs reprises dans ses prédictions et corroboré par des tentatives de falsification, ni aussi concordant avec les découvertes empiriques et aussi cohérent sur le plan philosophique que le modèle standard du Big Bang. Cela ne prouve pas qu'il est correct, mais cela montre que c'est la meilleure explication des preuves dont nous disposons et mérite donc notre acceptation provisoire.

La découverte que l'univers n'est pas éternel dans le passé mais qu'il a eu un commencement a de profondes implications métaphysiques. Car cela implique que l'univers n'est pas nécessaire dans son existence mais a plutôt son fondement dans un être transcendant, métaphysiquement nécessaire. Le seul moyen d'éviter cette conclusion serait de nier la conviction de Leibniz que tout ce qui existe doit avoir une raison d'être, soit dans la nécessité de sa propre nature, soit dans un fondement extérieur. Réfléchissant à la situation actuelle, P. C. W. Davies réfléchit,

'Qu'est-ce qui a causé le big bang ?' . . . On pourrait considérer une force surnaturelle, une agence au-delà de l'espace et du temps comme étant responsable du big bang, ou on pourrait préférer considérer le big bang comme un événement sans cause. Il me semble que nous n'avons pas trop le choix. Soit . . . quelque chose en dehors du monde physique. . . ou alors . . . un événement sans cause. [55]

Le problème de dire que le Big Bang est un événement sans cause est qu'il implique que l'univers est né de rien, ce qui semble métaphysiquement absurde. Le philosophe des sciences Bernulf Kanitscheider rétorque : « Si elle est prise au sérieux, la singularité initiale est en collision frontale avec l'engagement ontologique le plus réussi qui a guidé la recherche depuis Épicure et Lucrèce », à savoir : de rien rien ne vient, ce que Kanitscheider appelle "une hypothèse métaphysique qui s'est avérée si fructueuse dans tous les domaines de la science que nous sommes sûrement bien avisés d'essayer aussi fort que possible d'éviter les processus d'origine absolue". [56] Mais si l'univers commençait à exister, nous sommes donc conduits à la deuxième alternative : une agence surnaturelle au-delà de l'espace et du temps.

L'alternative surnaturaliste

Si nous allons dans la voie de postuler une certaine agence causale au-delà de l'espace et du temps comme étant responsable de l'origine de l'univers, alors l'analyse conceptuelle nous permet de récupérer un certain nombre de propriétés frappantes qui doivent être possédées par un être aussi ultra-mondain. Car en tant que cause de l'espace et du temps, cette entité doit transcender l'espace et le temps et donc exister intemporellement et non spatialement, au moins sans l'univers. Cette cause transcendante doit donc être immuable et immatérielle, puisque l'intemporalité implique l'immuabilité, et l'immuabilité implique l'immatérialité. Une telle cause doit être sans commencement et sans cause, au moins dans le sens où elle est dépourvue de toute condition causale antécédente. Le rasoir d'Ockham éliminera d'autres causes, car nous ne devrions pas multiplier les causes au-delà de la nécessité. Cette entité doit être incroyablement puissante, puisqu'elle a créé l'univers sans aucune cause matérielle.

Enfin, et c'est le plus remarquable, une telle cause transcendante doit vraisemblablement être considérée comme personnelle. Comme le souligne le philosophe d'Oxford Richard Swinburne, il existe deux types d'explication causale : les explications scientifiques en termes de lois et de conditions initiales et les explications personnelles en termes d'agents et de leurs volontés. [57] Un premier état de l'univers ne peux pas avoir une explication scientifique, puisqu'il n'y a rien avant elle, et donc elle ne peut être expliquée qu'en termes d'explication personnelle. De plus, la personnalité de la cause de l'univers est impliquée par son intemporalité et son immatérialité, puisque les seules entités que nous connaissons peuvent posséder de telles propriétés sont soit les esprits, soit les objets abstraits, et les objets abstraits n'ont pas de relations causales. Par conséquent, la cause transcendante de l'origine de l'univers doit être de l'ordre de l'esprit. Cette même conclusion est également impliquée par le fait que nous avons dans ce cas l'origine d'un effet temporel d'une cause intemporelle. Si la cause de l'origine de l'univers était un ensemble impersonnel de conditions nécessaires et suffisantes, il serait impossible que la cause existe sans son effet. Car si les conditions nécessaires et suffisantes de l'effet sont données intemporellement, alors leur effet doit être donné aussi. La seule façon pour la cause d'être intemporelle et immuable mais pour que son effet naisse de novo il y a un temps fini, la cause est un agent personnel qui choisit librement de produire un effet sans conditions préalables déterminantes. Ainsi, nous sommes amenés, non seulement à une cause transcendante de l'univers, mais à son créateur personnel.

Bien entendu, de nombreuses personnes hésiteront à embarquer un tel bagage métaphysique. Mais quelle objection y a-t-il au postulat d'une instance personnelle et causale au-delà de l'univers ? Certaines critiques peuvent être facilement écartées. Par exemple, le métaphysicien John Post pose évidemment la question lorsqu'il prétend qu'il ne peut y avoir de cause à l'origine de l'univers, puisque « par définition, l'univers contient tout ce qui existe ou a jamais été ou sera ». [58] Encore une fois, c'est une évidence non-sequitur quand il en déduit que parce que « la singularité ne peut pas être causée par quelque Naturel événement ou processus », donc « la cosmologie physique contemporaine ne peut être invoquée à l'appui de l'idée d'un Divin cause ou créateur de l'univers." [59]

D'un autre côté, Smith se rend compte que le métaphysicien doit prendre au sérieux la « question plus difficile » de « si oui ou non la singularité ou le Big Bang est probablement un effet d'une cause surnaturelle ». [60] Quel problème, alors, y a-t-il avec une perspective surnaturaliste ? Adolf Gruumlnbaum a vigoureusement argumenté contre ce qu'il appelle "l'argument de la nouvelle création" pour une cause surnaturelle de l'origine de l'univers. [61] Sa base Ansatz repose sur l'hypothèse que la priorité causale implique la priorité temporelle. Puisqu'il n'y a eu aucun instant avant le Big Bang, il s'ensuit que le Big Bang ne peut pas avoir de cause. [62]

Il me semble qu'il existe un certain nombre d'options pour traiter cette objection, dont l'une est de soutenir que le Créateur de l'univers est causalement, mais pas temporellement, antérieur à la singularité du Big Bang, de sorte que Son acte de provoquer le l'univers pour commencer à exister est simultané, ou coïncident, avec son début d'existence. Gruumlnbaum ne fournit aucune justification pour son hypothèse selon laquelle la priorité causale implique la priorité temporelle. Les discussions sur la directionnalité causale traitent couramment des cas dans lesquels la cause et l'effet sont simultanés. On pourrait soutenir que le Créateur sans l'univers existe sans changement et, par conséquent, intemporellement et au Big Bang, la singularité a créé l'univers avec le temps et l'espace. Pour le Créateur sans l'univers, il n'y a tout simplement pas de temps parce qu'il n'y a aucun événement de quelque sorte que ce soit, le temps commence avec le premier événement, au moment de la création.

Le moment du premier événement serait non seulement le premier moment où l'univers existe, mais aussi, techniquement, le premier moment où le Créateur existe, puisque sans l'univers le Créateur est intemporel. [63] L'acte de création est donc simultané avec l'origine de l'univers.

Le scénario que j'ai esquissé du statut du Créateur sans l'univers exige que le Créateur soit à la fois un agent intemporel et personnel. Mais certains philosophes ont soutenu qu'une telle notion est contradictoire. [64] Car c'est une condition nécessaire de la personnalité qu'un individu soit capable de se souvenir, d'anticiper, de réfléchir, de délibérer, de décider, etc. Mais ce sont des activités intrinsèquement temporelles. Par conséquent, il ne peut y avoir de personnes intemporelles.

La faiblesse de ce raisonnement est qu'il confond commun biens des personnes ayant essentiel propriétés des personnes. Les sortes d'activités décrites ci-dessus sont certainement des propriétés communes des personnes temporelles. Mais cela n'implique pas que de telles propriétés soient essentielles à la personnalité. On peut soutenir que ce qui est nécessaire et suffisant pour la personnalité, c'est la conscience de soi et la libre volonté, et ce ne sont pas des notions intrinsèquement temporelles. Dans son étude de l'intemporalité divine, John Yates écrit :

Le théiste classique peut admettre immédiatement que des concepts tels que réflexion, mémoire et anticipation ne pourraient s'appliquer à un être intemporel (ni à aucun être omniscient), mais ce n'est pas admettre que les concepts clés de conscience et de connaissance soient inapplicables à un tel être. divinité. . . . il ne semble pas y avoir d'élément temporel essentiel dans des mots comme . . . 'comprendre,' 'être conscient,' 'savoir,' et ainsi de suite . . . . une divinité intemporelle pourrait posséder une compréhension, une conscience et une connaissance maximales dans une vision unique et globale de lui-même et de la somme de la réalité. [65]

De même, le Créateur pourrait posséder une intention libre et immuable de la volonté de créer un univers avec un commencement temporel. Ainsi, il semble que ni la conscience de soi ni la libre volonté n'impliquent de temporalité. Mais puisque ceux-ci sont plausiblement suffisants pour la personnalité, il n'y a aucune incohérence dans la notion d'un Créateur personnel intemporel de l'univers.

Toutes les objections ci-dessus ont été proposées comme une tentative de justification de la position apparemment incroyable selon laquelle l'univers est devenu sans cause à partir de rien. Mais pour ma part, je trouve les prémisses de ces objections beaucoup moins claires que la proposition selon laquelle tout ce qui commence à exister a une cause. Il est bien plus plausible de nier l'une de ces prémisses que d'affirmer ce que Hume a appelé la « proposition absurde » selon laquelle quelque chose pourrait survenir sans cause, [66] que l'univers, dans ce cas, devrait apparaître sans cause à partir de rien.

Nous pouvons résumer notre argumentation comme suit :

1. Tout ce qui existe a une raison d'être, soit dans la nécessité de sa propre nature, soit dans un fondement extérieur.

2. Tout ce qui commence à exister n'est pas nécessaire à son existence.

3. Si l'univers a un fondement externe à son existence, alors il existe un Créateur Personnel de l'univers, qui, sans l'univers, est intemporel, sans espace, sans commencement, sans changement, nécessaire, sans cause et extrêmement puissant.

4. L'univers a commencé à exister.

De (2) et (4) il résulte que

5. Par conséquent, l'univers n'est pas nécessaire dans son existence.

De (1) et (5), il résulte en outre que

6. Par conséquent, l'univers a un fondement externe de son existence.

De (3) et (6) on peut conclure que

7. Par conséquent, il existe un Créateur Personnel de l'univers, qui, sans l'univers, est intemporel, sans espace, sans commencement, sans changement, nécessaire, sans cause et extrêmement puissant.

Et ceci, comme Thomas d'Aquin l'a remarqué laconiquement, [67] est ce que tout le monde entend par Dieu.

Métaphysique A. 2. 982 b 10-15.

Métaphysique A. 2. 982 b 10-15.

Derek Parfit, "Pourquoi n'importe quoi ? Pourquoi ça ?" Critique de livres à Londres 20/2 (22 janvier 1998), p.24.

Derek Parfit, "Pourquoi n'importe quoi ? Pourquoi ça ?" Critique de livres à Londres 20/2 (22 janvier 1998), p.24.

Gottfried Wilhelm Leibniz, « Les principes de la nature et de la grâce, fondés sur la raison », dans La monadologie et autres écrits philosophiques, trad. Robert Latta (Londres : Oxford University Press, 1951), p. 415 idem, "La Monadologie", dans Monadologie et autres écrits philosophiques, p. 237-39.

Gottfried Wilhelm Leibniz, « Les principes de la nature et de la grâce, fondés sur la raison », dans La monadologie et autres écrits philosophiques, trad. Robert Latta (Londres : Oxford University Press, 1951), p. 415 idem, "La Monadologie", dans Monadologie et autres écrits philosophiques, p. 237-39.

David Hume, Dialogues concernant la Religion Naturelle, éd. avec une introduction de Norman Kemp Smith, Library of Liberal Arts (Indianapolis : Bobbs-Merrill, 1947), pt. IX, p. 190.

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Bertrand Russell et F.C. Copleston, "L'existence de Dieu", dans L'existence de Dieu, éd. avec une introduction de John Hick, Série Problèmes de philosophie (New York : Macmillan, 1964), p. 175.

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A. Einstein, « Considérations cosmologiques sur la théorie générale de la relativité », dans Le principe de relativité, par A. Einstein, et. Al., avec Notes de A. Sommerfeld, trad. W. Perrett et J. B. Jefferey (éd. de réédition : New York : Dover Publications, 1952), pp. 177-88.

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A. Friedman, "Über die Krümmung des Raumes," Zeitschrift für Physik 10 (1922) : 377-86 G. Lemaitre, « Un univers homogénéisé de masse constante et de rayon croissant, rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques », Annales de la Sociééé scientifique de Bruxelles 47 (1927): 49-59.

Grégory L. Naber, Espace-temps et singularités : une introduction (Cambridge : Cambridge University Press, 1988), pp. 126-27.

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E. Hubble, "Une relation entre la distance et la vitesse radiale parmi les nébuleuses extra-galactiques," Actes de l'Académie nationale des sciences 15 (1929): 168-73.

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John A. Wheeler, "Au-delà du trou", dans Un peu d'étrangeté dans la proportion, éd. Harry Woolf (Reading, Mass. : Addison-Wesley, 1980), p. 354.

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P. C. W. Davies, « Spacetime Singularities in Cosmology », dans L'étude du temps III, éd. J.T. Fraser (Berlin : Springer Verlag).

P. C. W. Davies, « Spacetime Singularities in Cosmology », dans L'étude du temps III, éd. J.T. Fraser (Berlin : Springer Verlag).

Comme l'écrivent Gott, Gunn, Schramm et Tinsley,

"l'univers a commencé à partir d'un état de densité infinie il y a environ un temps Hubble. L'espace et le temps ont été créés dans cet événement, ainsi que toute la matière dans l'univers. Il n'est pas significatif de demander ce qui s'est passé avant le big bang, c'est un peu comme demander ce qui est au nord du pôle Nord. De même, il n'est pas sensé de demander où le big bang a eu lieu. Le point-univers n'était pas un objet isolé dans l'espace, c'était l'univers entier, et donc la seule réponse peut être que le le big bang s'est produit partout" (J. Richard Gott III, James E. Gunn, David N. Schramm et Beatrice M. Tinsley, "Will the Universe Expand Forever?" Scientifique américain [mars 1976], p. 65)

Comme l'écrivent Gott, Gunn, Schramm et Tinsley,

"l'univers a commencé à partir d'un état de densité infinie il y a environ un temps Hubble. L'espace et le temps ont été créés dans cet événement, ainsi que toute la matière dans l'univers. Il n'est pas significatif de demander ce qui s'est passé avant le big bang, c'est un peu comme demander ce qui est au nord du pôle Nord. De même, il n'est pas sensé de demander où le big bang a eu lieu. Le point-univers n'était pas un objet isolé dans l'espace, c'était l'univers entier, et donc la seule réponse peut être que le le big bang s'est produit partout" (J. Richard Gott III, James E. Gunn, David N. Schramm et Beatrice M. Tinsley, "Will the Universe Expand Forever?" Scientifique américain [mars 1976], p. 65)

John Barrow et Frank Tipler, Le principe cosmologique anthropique (Oxford : Clarendon Press, 1986), p. 442.

John Barrow et Frank Tipler, Le principe cosmologique anthropique (Oxford : Clarendon Press, 1986), p. 442.

Pour cette analyse, voir John Hick, « ​​God as Necessary Being », Journal de philosophie 57 (1960): 733-34.

Pour cette analyse, voir John Hick, « ​​God as Necessary Being », Journal de philosophie 57 (1960): 733-34.

Arthur Eddington, L'univers en expansion (New York : Macmillan, 1933), p. 124.

Arthur Eddington, L'univers en expansion (New York : Macmillan, 1933), p. 124.

Hubert Reeves, Jean Audouze, William A. Fowler et David N. Schramm, « On the Origin of Light Elements », Journal d'astrophysique 179 (1973):

Hubert Reeves, Jean Audouze, William A. Fowler et David N. Schramm, « On the Origin of Light Elements », Journal d'astrophysique 179 (1973):

Fred Hoyle, L'astronomie aujourd'hui (Londres : Heinemann, 1975), p. 165.

Fred Hoyle, L'astronomie aujourd'hui (Londres : Heinemann, 1975), p. 165.

Fred Hoyle, Astronomie et cosmologie : un cours moderne (San Francisco : W.H. Freeman, 1975), p. 658.

Fred Hoyle, Astronomie et cosmologie : un cours moderne (San Francisco : W.H. Freeman, 1975), p. 658.

H. Bondi et T. Gold, "La théorie de l'état stable de l'univers en expansion," Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 108 (1948): 252-70 F. Hoyle, "Un nouveau modèle pour l'univers en expansion," Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 108 (1948): 372-82.

H. Bondi et T. Gold, "La théorie de l'état stable de l'univers en expansion," Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 108 (1948): 252-70 F. Hoyle, "Un nouveau modèle pour l'univers en expansion," Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 108 (1948): 372-82.

Comme le souligne Jaki, Hoyle et ses collègues ont été inspirés par « des motivations ouvertement anti-théologiques, ou plutôt anti-chrétiennes » (Stanley L. Jaki, Sciences et création [Édimbourg : Scottish Academic Press, 1974), p. 347. Martin Rees se souvient de l'engagement obstiné de son mentor Dennis Sciama pour le modèle de l'État stable : « Pour lui, comme pour ses inventeurs, il avait un attrait philosophique profond - l'univers existait, d'éternité en éternité, dans un individu unique. Lorsque des preuves contradictoires sont apparues, Sciama a donc cherché une échappatoire (même une échappatoire improbable) plutôt qu'un avocat de la défense s'accroche à n'importe quel argument pour réfuter le dossier de l'accusation » (Martin Rees, Avant le commencement, avec une préface de Stephen Hawking [Reading, Mass. : Addison-Wesley, 1997], p. 41). L'expression "d'éternité en éternité" est la description de Dieu par les psalmistes (Ps. 90.2). Rees donne un bon compte rendu des découvertes menant à la disparition du modèle d'état stable.

Comme le souligne Jaki, Hoyle et ses collègues ont été inspirés par « des motivations ouvertement anti-théologiques, ou plutôt anti-chrétiennes » (Stanley L. Jaki, Sciences et création [Édimbourg : Scottish Academic Press, 1974), p. 347. Martin Rees se souvient de l'engagement obstiné de son mentor Dennis Sciama pour le modèle de l'État stable : « Pour lui, comme pour ses inventeurs, il avait un attrait philosophique profond - l'univers existait, d'éternité en éternité, dans un individu unique. Lorsque des preuves contradictoires sont apparues, Sciama a donc cherché une échappatoire (même une échappatoire improbable) plutôt qu'un avocat de la défense s'accroche à n'importe quel argument pour réfuter le dossier de l'accusation » (Martin Rees, Avant le commencement, avec une préface de Stephen Hawking [Reading, Mass. : Addison-Wesley, 1997], p. 41). L'expression "d'éternité en éternité" est la description de Dieu par les psalmistes (Ps. 90.2). Rees donne un bon compte rendu des découvertes menant à la disparition du modèle d'état stable.

Ivan R. King, L'univers qui se déroule (San Francisco : W.H. Freeman, 1976), p. 462.

Ivan R. King, L'univers qui se déroule (San Francisco : W.H. Freeman, 1976), p. 462.

Voir, par exemple., E. M. Lifschitz et I. M Khalatnikov, « Investigations in Relativist Cosmology », Avancées en physique 12 (1963): 207.

Voir, par exemple., E. M. Lifschitz et I. M Khalatnikov, « Investigations in Relativist Cosmology », Avancées en physique 12 (1963): 207.

Comme le montrent les sentiments exprimés par John Gribbin :

"Le plus gros problème avec la théorie du Big Bang sur l'origine de l'univers est philosophique - peut-être même théologique - qu'y avait-il avant le bang ? Ce problème à lui seul était suffisant pour donner une grande impulsion initiale à la théorie de l'état stable mais avec cela théorie maintenant malheureusement en conflit avec les observations, le meilleur moyen de contourner cette difficulté initiale est fourni par un modèle dans lequel l'univers s'étend à partir d'une singularité, s'effondre à nouveau et répète le cycle indéfiniment » (John Gribbin, « Oscillating Universe Bounces Back, " Nature 259 [1976]: 15).

Il n'est pas rare que les scientifiques expriment mal la difficulté posée par le début de l'univers quant à ce qui existait avant le Big Bang (ce qui invite à répondre facilement qu'il n'y avait pas d'"avant"). La vraie question concerne les conditions causales de cet événement, pourquoi l'univers existe plutôt que rien.

Comme le montrent les sentiments exprimés par John Gribbin :

"Le plus gros problème avec la théorie du Big Bang sur l'origine de l'univers est philosophique - peut-être même théologique - qu'y avait-il avant le bang ? Ce problème à lui seul était suffisant pour donner une grande impulsion initiale à la théorie de l'état stable mais avec cela théorie maintenant malheureusement en conflit avec les observations, le meilleur moyen de contourner cette difficulté initiale est fourni par un modèle dans lequel l'univers s'étend à partir d'une singularité, s'effondre à nouveau et répète le cycle indéfiniment » (John Gribbin, « Oscillating Universe Bounces Back, " Nature 259 [1976]: 15).

Il n'est pas rare que les scientifiques expriment mal la difficulté posée par le début de l'univers quant à ce qui existait avant le Big Bang (ce qui invite à répondre facilement qu'il n'y avait pas d'"avant"). La vraie question concerne les conditions causales de cet événement, pourquoi l'univers existe plutôt que rien.

R. Penrose, "Effondrement gravitationnel et singularités spatio-temporelles," Lettres d'examen physique 14 (1965) : 57-59 S. W. Hawking et R. Penrose, dans La structure à grande échelle de l'espace-temps, éd. S.W. Hawking et G.F.R. Ellis (Cambridge : Cambridge University Press, 1973), p. 266.

R. Penrose, "Effondrement gravitationnel et singularités spatio-temporelles," Lettres d'examen physique 14 (1965) : 57-59 S. W. Hawking et R. Penrose, dans La structure à grande échelle de l'espace-temps, éd. S.W. Hawking et G.F.R. Ellis (Cambridge : Cambridge University Press, 1973), p. 266.

Stephen Hawking et Roger Penrose, La nature de l'espace et du temps, The Isaac Newton Institute Series of Lectures (Princeton, N. J. : Princeton University Press, 1996), p. 20.

Stephen Hawking et Roger Penrose, La nature de l'espace et du temps, The Isaac Newton Institute Series of Lectures (Princeton, N. J. : Princeton University Press, 1996), p. 20.

Communiqué de presse d'Associated Press, 9 janvier 1998.

Communiqué de presse d'Associated Press, 9 janvier 1998.

I.D. Novikov et Ya. B. Zeldovich, « Processus physiques proches des singularités cosmologiques », Revue annuelle d'astronomie et d'astrophysique 11 (1973): pp. 401-02 Joseph Silk, Le Big Bang, 2e éd. (San Francisco : W. H. Freeman, 1989), pp. 311-12..

I.D. Novikov et Ya. B. Zeldovich, « Processus physiques proches des singularités cosmologiques », Revue annuelle d'astronomie et d'astrophysique 11 (1973): pp. 401-02 Joseph Silk, Le Big Bang, 2e éd. (San Francisco : W. H. Freeman, 1989), pp. 311-12..

Avec le recul, le cosmologiste quantique Christopher Isham réfléchit,

"Peut-être que le meilleur argument en faveur de la thèse selon laquelle le Big Bang soutient le théisme est le malaise évident avec lequel il est accueilli par certains physiciens athées. Cela a parfois conduit à l'avancée d'idées scientifiques, telles que la création continue ou un univers oscillant. avec une ténacité qui dépasse tellement leur valeur intrinsèque qu'on ne peut que soupçonner le fonctionnement de forces psychologiques bien plus profondes que le désir académique habituel d'un théoricien de soutenir sa théorie" (Christopher Isham, "Creation of the Universe as a Quantum processus", dans Physique, philosophie et théologie : une quête commune de compréhension, éd. R. J. Russell, W. R. Stoeger et G. V. Coyne [Cité du Vatican : Observatoire du Vatican, 1988], p. 378).

On se souvient, par exemple, du regretté Carl Sagan sur son Cosmos série télévisée proposant le modèle oscillant et lisant des écritures hindoues sur les années brahmaniques cycliques afin d'illustrer le modèle, mais sans laisser de trace à ses téléspectateurs des difficultés rencontrées par ce modèle.

Avec le recul, le cosmologiste quantique Christopher Isham réfléchit,

"Peut-être que le meilleur argument en faveur de la thèse selon laquelle le Big Bang soutient le théisme est le malaise évident avec lequel il est accueilli par certains physiciens athées. Cela a parfois conduit à l'avancée d'idées scientifiques, telles que la création continue ou un univers oscillant. avec une ténacité qui dépasse tellement leur valeur intrinsèque qu'on ne peut que soupçonner le fonctionnement de forces psychologiques bien plus profondes que le désir académique habituel d'un théoricien de soutenir sa théorie" (Christopher Isham, "Creation of the Universe as a Quantum processus", dans Physique, philosophie et théologie : une quête commune de compréhension, éd. R. J. Russell, W. R. Stoeger et G. V. Coyne [Cité du Vatican : Observatoire du Vatican, 1988], p. 378).

On se souvient, par exemple, du regretté Carl Sagan sur son Cosmos série télévisée proposant le modèle oscillant et lisant des écritures hindoues sur les années brahmaniques cycliques afin d'illustrer le modèle, mais sans laisser de trace à ses téléspectateurs des difficultés rencontrées par ce modèle.

Edward Tryon, "L'univers est-il une fluctuation du vide?" Nature 246 (1973): 396-97.

Edward Tryon, "L'univers est-il une fluctuation du vide?" Nature 246 (1973): 396-97.

Voir Isham, "Création de l'Univers," pp. 385-87.

Voir Isham, "Création de l'Univers," pp. 385-87.

Christopher Isham, "Space, Time, and Quantum Cosmology", communication présentée à la conférence "God, Time, and Modern Physics", mars 1990 Christopher Isham, "Quantum Cosmology and the Origin of the Universe," conférence présentée à la conférence " Cosmos and Creation », Université de Cambridge, 14 juillet 1994.

Christopher Isham, "Space, Time, and Quantum Cosmology", communication présentée à la conférence "God, Time, and Modern Physics", mars 1990 Christopher Isham, "Quantum Cosmology and the Origin of the Universe," conférence présentée à la conférence " Cosmos and Creation », Université de Cambridge, 14 juillet 1994.

Voir, par exemple., A. D. Linde, « L'univers inflationniste », Rapports sur les progrès de la physique 47 (1984) : 925-86 idem, « Inflation chaotique », Lettres de physique 1298 (1983) : 177-81. Pour un examen critique récent des scénarios inflationnistes, y compris ceux de Linde, voir John Earman et Jesus Mosterin, « A Critical Look at Inflationary Cosmology », Philosophie des sciences 66 (1999): 1-49.

Voir, par exemple., A. D. Linde, « L'univers inflationniste », Rapports sur les progrès de la physique 47 (1984) : 925-86 idem, « Inflation chaotique », Lettres de physique 1298 (1983) : 177-81. Pour un examen critique récent des scénarios inflationnistes, y compris ceux de Linde, voir John Earman et Jesus Mosterin, « A Critical Look at Inflationary Cosmology », Philosophie des sciences 66 (1999): 1-49.

Linde, « Univers inflationniste », p. 976.

Linde, « Univers inflationniste », p. 976.

A. Borde et A. Vilenkin, « L'inflation éternelle et la singularité initiale », Lettres d'examen physique 72 (1994): 3305, 3307.

A. Borde et A. Vilenkin, « L'inflation éternelle et la singularité initiale », Lettres d'examen physique 72 (1994): 3305, 3307.

Andrei Linde, Dmitri Linde et Arthur Mezhlumian, "De la théorie du Big Bang à la théorie d'un univers stationnaire," Examen physique D 49 (1994) : 1783-1826.x

Andrei Linde, Dmitri Linde et Arthur Mezhlumian, "De la théorie du Big Bang à la théorie d'un univers stationnaire," Examen physique D 49 (1994) : 1783-1826.x

Borde et Vilenkin, « L'inflation éternelle », p. 3307.

Borde et Vilenkin, « L'inflation éternelle », p. 3307.

A. Vilenkin, « Naissance des univers inflationnistes », Examen physique D 27 (1983): 2854. Voir J. Hartle et S. Hawking, "Wave Function of the Universe," Examen physique D 28 (1983) : 2960-75 A. Vilenkin, « Création de l'univers à partir de rien », Lettres physiques 117B (1982) : 25-28.

A. Vilenkin, « Naissance des univers inflationnistes », Examen physique D 27 (1983): 2854. Voir J. Hartle et S. Hawking, "Wave Function of the Universe," Examen physique D 28 (1983) : 2960-75 A. Vilenkin, « Création de l'univers à partir de rien », Lettres physiques 117B (1982) : 25-28.

Stephen Hawking, Une brève histoire du temps (New York : Bantam Books, 1988), p. 9.

Stephen Hawking, Une brève histoire du temps (New York : Bantam Books, 1988), p. 9.


L'univers selon Nietzsche : cosmologie moderne et théorie de la récurrence éternelle

Par Paul Steinhardt
Publié le 13 juillet 2014 à 15h00 (HAE)

Friedrich Nietzsche (AP/Salon)

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Extrait de « L'univers : des scientifiques de premier plan explorent l'origine, les mystères et l'avenir du cosmos ». Il est apparu à l'origine comme un discours prononcé par Steinhardt lors d'un événement en 2002.

Si vous deviez demander à la plupart des cosmologistes de résumer où nous en sommes actuellement sur le terrain, ils vous diraient que nous vivons une période très spéciale de l'histoire de l'humanité où, grâce à toute une série d'avancées technologiques, nous pouvons voir soudainement l'univers très lointain et très ancien d'une manière que nous n'avons jamais pu faire auparavant. Par exemple, nous pouvons obtenir un aperçu de ce à quoi ressemblait l'univers à ses débuts, lorsque les premiers atomes se formaient. Nous pouvons avoir un aperçu de ce à quoi ressemblait l'univers à son adolescence, lorsque les premières étoiles et galaxies se formaient. Et nous obtenons maintenant une image tridimensionnelle complète de ce à quoi ressemble l'univers local aujourd'hui. Lorsque vous rassemblez ces différentes informations, que nous obtenons pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, vous obtenez une série très serrée de contraintes sur tout modèle d'évolution cosmique.

Si vous revenez aux différentes théories de l'évolution cosmique au début des années 1990, les données que nous avons recueillies au cours de la dernière décennie les ont toutes éliminées sauf une, un modèle que vous pourriez considérer aujourd'hui comme le modèle de consensus. Ce modèle implique une combinaison du modèle du Big Bang tel que développé dans les années 1920, 1930 et 1940, la théorie de l'inflation, proposée par Alan Guth dans les années 1980 et un amendement récent dont je parlerai sous peu. Cette théorie consensuelle correspond aux observations que nous avons de l'univers aujourd'hui avec des détails exquis. Pour cette raison, de nombreux cosmologistes concluent que nous avons finalement déterminé l'histoire cosmique de base de l'univers.

Mais j'ai un point de vue assez différent, un point de vue qui a été stimulé par deux événements. Le premier est l'amendement récent auquel j'ai fait référence plus tôt. Je veux faire valoir que le récent amendement n'est pas simplement un amendement mais un véritable choc pour toute notre notion du temps et de l'histoire cosmique. Et deuxièmement, au cours de la dernière année, j'ai participé au développement d'une théorie alternative qui bouleverse l'histoire cosmique : tous les événements qui ont créé les caractéristiques importantes de notre univers se produisent dans un ordre différent, par une physique différente, à à des moments différents, sur des échelles de temps différentes. Et pourtant, ce modèle semble capable de reproduire toutes les prédictions réussies de l'image consensuelle avec le même détail exquis.

La principale différence entre cette image et l'image consensuelle se résume à la nature du temps. Le modèle standard, ou modèle de consensus, suppose que le temps a un début que nous appelons normalement le Big Bang. Selon ce modèle, pour des raisons que nous ne comprenons pas très bien, l'univers est passé du néant au quelque chose, plein de matière et d'énergie, et s'est étendu et refroidi au cours des 15 derniers milliards d'années. Dans le modèle alternatif, l'univers est sans fin.Le temps est sans fin, en ce sens qu'il continue pour toujours dans le passé et pour toujours dans le futur, et dans un certain sens l'espace est sans fin. En effet, nos trois dimensions spatiales restent infinies tout au long de l'évolution de l'univers.

Plus précisément, ce modèle propose un univers dans lequel l'évolution de l'univers est cyclique. C'est-à-dire que l'univers traverse des périodes d'évolution du chaud au froid, du dense au sous-dense, du rayonnement chaud à la structure que nous voyons aujourd'hui, et finalement à un univers vide. Ensuite, une séquence d'événements se produit qui fait recommencer le cycle. L'univers vide est réinjecté d'énergie, créant une nouvelle période d'expansion et de refroidissement. Ce processus se répète périodiquement pour toujours. Ce à quoi nous assistons maintenant est simplement le dernier cycle.

La notion d'univers cyclique n'est pas nouvelle. Les gens ont considéré cette idée aussi loin que l'histoire enregistrée. Les anciens hindous, par exemple, avaient une cosmologie très élaborée et détaillée basée sur un univers cyclique. Ils ont prédit que la durée de chaque cycle serait de 8,64 milliards d'années, une prédiction avec une précision à trois chiffres. C'est très impressionnant, d'autant plus qu'ils n'avaient ni mécanique quantique ni théorie des cordes ! Il n'est pas d'accord avec le nombre que je vais suggérer, qui est de milliers de milliards d'années plutôt que de milliards.

La notion de cycle a également été un thème récurrent dans la pensée occidentale. Edgar Allan Poe et Friedrich Nietzsche, par exemple, avaient chacun des modèles cycliques de l'univers, et au début de la cosmologie relativiste Albert Einstein, Alexander Friedmann, Georges Lemaître et Richard Tolman s'intéressaient à l'idée cyclique. Je pense qu'il est clair pourquoi tant de gens ont trouvé l'idée cyclique attrayante : si vous avez un univers avec un commencement, vous avez le défi d'expliquer pourquoi il a commencé et les conditions dans lesquelles il a commencé. Si vous avez un univers cyclique, il est éternel, vous n'avez donc pas à expliquer le début.

Au cours des tentatives visant à introduire des idées cycliques dans la cosmologie moderne, il a été découvert dans les années 1920 et 1930 qu'il existe divers problèmes techniques. L'idée à l'époque était un cycle dans lequel notre univers tridimensionnel passe par des périodes d'expansion commençant par le Big Bang, puis une inversion vers une contraction et un Big Crunch. L'univers rebondit et l'expansion recommence. Un problème est que chaque fois que l'univers se contracte, la densité et la température de l'univers s'élèvent à une valeur infinie, et il n'est pas clair si les lois habituelles de la physique peuvent être appliquées.

Deuxièmement, chaque cycle d'expansion et de contraction crée de l'entropie par le biais de processus thermodynamiques naturels, ce qui s'ajoute à l'entropie des cycles précédents. Ainsi, au début d'un nouveau cycle, la densité d'entropie est plus élevée que le cycle précédent. Il s'avère que la durée d'un cycle est sensible à la densité d'entropie. Si l'entropie augmente, la durée du cycle augmente également. Ainsi, en avançant dans le temps, chaque cycle devient plus long que le précédent. Le problème est que, en extrapolant dans le temps, les cycles deviennent plus courts jusqu'à ce qu'après un temps fini, ils se réduisent à une durée nulle. Le problème d'éviter un début n'a pas été résolu, il a simplement été repoussé d'un nombre fini de cycles. Si nous voulons réintroduire l'idée d'un univers vraiment cyclique, ces deux problèmes doivent être surmontés. Le modèle cyclique que je vais décrire utilise de nouvelles idées pour faire exactement cela.

Pour comprendre pourquoi un modèle alternatif vaut la peine d'être poursuivi, il est important d'avoir une impression plus détaillée de ce à quoi ressemble l'image consensuelle. Certes, certains aspects sont attrayants. Mais ce que je veux faire valoir, c'est que, dans l'ensemble, le modèle du consensus n'est pas si simple. En particulier, des observations récentes nous ont obligés à modifier le modèle du consensus et à le rendre plus compliqué. Alors, permettez-moi de commencer par un aperçu du modèle de consensus.

La théorie du consensus commence avec le Big Bang : l'univers a un commencement. C'est une hypothèse standard que les gens ont faite au cours des cinquante dernières années, mais ce n'est pas quelque chose que nous pouvons prouver à l'heure actuelle à partir des lois fondamentales de la physique. De plus, vous devez supposer que l'univers a commencé avec une densité d'énergie inférieure à la valeur critique. Sinon, l'univers cesserait de s'étendre et s'effondrerait avant la prochaine étape de l'évolution, l'époque de l'inflation. De plus, pour atteindre ce stade inflationniste, il doit y avoir une sorte d'énergie pour conduire l'inflation. En général, cela est supposé être dû à un champ d'inflation. Vous devez supposer que dans ces parcelles de l'univers qui ont commencé à une densité inférieure à la densité critique, une fraction importante de l'énergie est stockée dans l'énergie d'inflation afin qu'elle puisse éventuellement dépasser l'univers et commencer la période d'expansion accélérée. Toutes ces hypothèses sont raisonnables, mais des hypothèses néanmoins. Il est important de prendre en compte ces hypothèses et ingrédients, car ils sont utiles pour comparer le modèle de consensus au challenger.

En supposant que ces conditions soient remplies, l'énergie de gonflage dépasse la matière et le rayonnement après quelques instants. L'époque inflationniste commence et l'expansion de l'univers s'accélère à un rythme effréné. L'inflation fait un certain nombre de choses miraculeuses : elle rend l'univers homogène, elle rend l'univers plat, et elle laisse derrière elle certaines inhomogénéités, qui sont censées être les germes de la formation des galaxies. Maintenant, l'univers est prêt à entrer dans la prochaine étape de l'évolution dans les bonnes conditions. Selon le modèle inflationniste, l'énergie d'inflation se désintègre en un gaz chaud de matière et de rayonnement. Au bout d'une seconde environ, se forment les premiers noyaux légers. Après quelques dizaines de milliers d'années, la matière en mouvement lent domine l'univers. C'est au cours de ces étapes que les premiers atomes se forment, l'univers devient transparent et la structure de l'univers commence à se former : les premières étoiles et galaxies. Jusqu'ici, l'histoire est relativement simple.

Mais il y a la découverte récente que nous sommes entrés dans une nouvelle étape dans l'évolution de l'univers. Après la formation des étoiles et des galaxies, quelque chose d'étrange s'est produit pour accélérer à nouveau l'expansion de l'univers. Pendant les 15 milliards d'années où la matière et le rayonnement dominaient l'univers et la structure se formait, l'expansion de l'univers ralentissait, car la matière et le rayonnement qu'il contenait sont auto-attractifs par gravité et résistent à l'expansion de l'univers. Jusqu'à très récemment, on supposait que la matière continuerait d'être la forme dominante d'énergie dans l'univers et que cette décélération se poursuivrait pour toujours.

Mais nous avons plutôt découvert, grâce à des observations récentes, que l'expansion de l'univers s'accélère. Cela signifie que la majeure partie de l'énergie de l'univers n'est ni matière ni rayonnement. Au contraire, une autre forme d'énergie a dépassé la matière et le rayonnement. Faute d'un meilleur terme, cette nouvelle forme d'énergie est appelée énergie noire. L'énergie noire, contrairement à la matière et au rayonnement que nous connaissons, est auto-répulsive gravitationnelle. C'est pourquoi l'expansion s'accélère plutôt qu'elle ne ralentit. Dans la théorie de la gravitation de Newton, toute masse est gravitationnellement attractive, mais la théorie d'Einstein permet la possibilité de formes d'énergie gravitationnellement auto-répulsives.

Je ne pense pas que les communautés de physique ou de cosmologie, ni même le grand public, aient pleinement absorbé toutes les implications de cette découverte. C'est une révolution au grand sens historique, au sens copernicien. En fait, si vous pensez à Copernic – dont nous tirons le mot « révolution » – son importance était qu'il a changé notre notion de l'espace et de notre position dans l'univers. En montrant que la Terre tourne autour du soleil, il a déclenché une chaîne d'idées qui nous a conduits à l'idée que nous ne vivons dans aucun endroit particulier de l'univers, il n'y a rien de spécial à propos de l'endroit où nous sommes. Maintenant, nous avons découvert quelque chose de très étrange à propos de la nature du temps : que nous ne vivons peut-être pas dans un endroit spécial, mais que nous vivons à une époque spéciale, une période de transition récente de la décélération à l'accélération d'une période où la matière et le rayonnement dominent le à un univers dans lequel ils deviennent rapidement des composants insignifiants d'un univers dans lequel la structure se forme à des échelles toujours plus grandes à un autre dans lequel maintenant, en raison de cette expansion accélérée, la formation de la structure s'arrête. Nous sommes au milieu de la transition entre ces deux étapes de l'évolution. Et tout comme la proposition de Copernic selon laquelle la Terre n'est plus le centre de l'univers a conduit à une chaîne d'idées qui a changé toute notre vision de la structure du système solaire et finalement de la structure de l'univers, cela ne devrait pas être trop surprenant que peut-être cette nouvelle découverte de l'accélération cosmique puisse conduire à un changement complet dans notre vision de l'histoire cosmique. C'est une grande partie de la motivation pour réfléchir à notre proposition alternative.

Avec ces réflexions sur le modèle de consensus à l'esprit, permettez-moi de passer à la proposition cyclique. Comme c'est cyclique, je suis autorisé à commencer la discussion sur le cycle à tout moment que je choisis. Pour rendre la discussion parallèle, je commencerai à un point analogue au Big Bang, je l'appellerai le Bang. C'est un point du cycle où l'univers atteint sa température et sa densité les plus élevées. Dans ce scénario, cependant, contrairement au modèle du Big Bang, la température et la densité ne divergent pas. Il existe une température maximale et finie. C'est une température très élevée, environ 10 à 20 degrés Kelvin - assez chaude pour évaporer les atomes et les noyaux en leurs constituants fondamentaux - mais ce n'est pas infini. En fait, c'est bien en dessous de l'échelle d'énergie dite de Planck, où les effets de la gravité quantique dominent. La théorie commence par un bang puis passe directement à une phase dominée par le rayonnement. Dans ce scénario, vous n'avez pas l'inflation que l'on a dans le scénario standard. Il faut encore expliquer pourquoi l'univers est plat, il faut encore expliquer pourquoi l'univers est homogène, et il faut encore expliquer d'où viennent les fluctuations qui ont conduit à la formation des galaxies, mais ça ne va pas s'expliquer par un stade précoce de l'inflation. Cela va s'expliquer par une étape encore différente dans l'univers cyclique, à laquelle j'arriverai.

Dans ce nouveau modèle, vous allez directement dans un univers dominé par le rayonnement et formez les abondances nucléaires habituelles, puis allez directement dans un univers dominé par la matière dans lequel les atomes et les galaxies et la structure à plus grande échelle se forment, puis passez à une phase de l'univers dominé par l'énergie noire. Dans le cas standard, l'énergie noire est une surprise, car c'est quelque chose que vous devez ajouter à la théorie pour la rendre cohérente avec ce que nous observons. Dans le modèle cyclique, l'énergie noire se déplace au centre de la scène en tant qu'ingrédient clé qui va conduire l'univers, et en fait, entraîne l'univers dans l'évolution cyclique. La première chose que fait l'énergie noire lorsqu'elle domine l'univers est ce que nous observons aujourd'hui : elle provoque l'accélération de l'expansion de l'univers. Pourquoi est-ce important ? Bien que ce taux d'accélération soit inférieur de 100 ordres de grandeur à l'accélération de l'inflation, si vous donnez à l'univers suffisamment de temps, il accomplit en fait le même exploit que l'inflation. Au fil du temps, il affine la répartition de la matière et du rayonnement dans l'univers, rendant l'univers de plus en plus homogène et isotrope - en fait, le rendant parfaitement ainsi - le conduisant dans ce qui est essentiellement un état de vide.

Seth Lloyd a dit qu'il y avait 10 80 ou 10 90 bits à l'intérieur de l'horizon, mais si vous deviez regarder autour de l'univers dans un trillion d'années, vous ne trouveriez en moyenne aucun bit à l'intérieur de votre horizon, ou moins d'un bit à l'intérieur de votre horizon. En fait, lorsque vous comptez ces bits, il est important de réaliser que maintenant que l'univers accélère, notre ordinateur perd en fait des bits de l'intérieur de notre horizon. C'est quelque chose que nous observons.

En même temps que l'univers est rendu homogène et isotrope, il est également rendu plat. Si l'univers avait une déformation ou une courbure, ou si vous pensez que l'univers s'étend sur cette longue période de temps, bien que ce soit un processus lent, cela rend l'espace extrêmement plat. Si cela continuait pour toujours, bien sûr, ce serait la fin de l'histoire. Mais dans ce scénario, tout comme l'inflation, l'énergie noire ne survit que pendant une période finie et déclenche une série d'événements qui conduisent finalement à une transformation de l'énergie de la gravité en une nouvelle énergie et un nouveau rayonnement qui déclenchera alors une nouvelle période d'expansion de la univers. Du point de vue d'un observateur local, il semble que l'univers traverse des cycles exacts, c'est-à-dire qu'il semble que l'univers se vide à chaque tour et qu'une nouvelle matière et un nouveau rayonnement soient créés, conduisant à une nouvelle période d'expansion. En ce sens, c'est un univers cyclique. Si vous étiez un observateur global et pouviez voir l'univers entier, vous découvririez que nos trois dimensions sont à jamais infinies dans cette histoire. Ce qui s'est passé, c'est qu'à chaque étape où nous créons de la matière et du rayonnement, il s'amincit. C'est quelque part, mais ça s'éclaircit. Localement, il semble que l'univers soit cyclique, mais globalement l'univers a une évolution constante, une ère bien définie dans laquelle, au fil du temps et à travers nos trois dimensions, l'entropie augmente de cycle en cycle.

La manière exacte dont cela fonctionne en détail peut être décrite de différentes manières. Je vais choisir de présenter une très belle image géométrique qui est motivée par la théorie des supercordes. Nous n'utilisons que quelques éléments de base de la théorie des supercordes, donc vous n'avez pas vraiment besoin de savoir quoi que ce soit sur la théorie des supercordes pour comprendre de quoi je vais parler, sauf pour comprendre que certaines des choses étranges que je vais présenter Je ne présente pas pour la première fois. Ils sont déjà assis là dans la théorie des supercordes en attendant d'être mis à profit.

L'une des idées de la théorie des supercordes est qu'il y a des dimensions supplémentaires, c'est un élément essentiel de cette théorie, qui est nécessaire pour la rendre mathématiquement cohérente. Dans une formulation particulière de cette théorie, l'univers a un total de onze dimensions. Six d'entre eux sont recroquevillés en une petite boule si petite que, pour mes besoins, je vais juste faire semblant qu'ils ne sont pas là. Cependant, il y a trois dimensions spatiales, une dimension temporelle et une dimension supplémentaire que je souhaite prendre en compte. Dans cette image, nos trois dimensions avec lesquelles nous sommes familiers et à travers lesquelles nous nous déplaçons se trouvent le long d'une hypersurface, ou membrane. Cette membrane est une frontière de la dimension supplémentaire. Il y a une autre frontière, ou membrane, de l'autre côté. Entre les deux, il y a une dimension supplémentaire qui, si vous voulez, n'existe que sur un certain intervalle. C'est comme si nous étions une extrémité d'un sandwich, entre laquelle il y a un soi-disant volume d'espace en vrac. Ces surfaces sont appelées orbifolds ou branes, ces dernières faisant référence au mot « membrane ». Les branes ont des propriétés physiques. Ils ont de l'énergie et de l'élan, et quand vous les excitez, vous pouvez produire des choses comme des quarks et des électrons. Nous sommes composés de quarks et d'électrons sur l'une de ces branes. Et, comme les quarks et les leptons ne peuvent se déplacer que le long des branes, nous sommes limités à nous déplacer et à ne voir que les trois dimensions de notre brane. Nous ne pouvons pas voir directement la masse ou toute matière sur l'autre brane.

Dans l'univers cyclique, à intervalles réguliers de milliers de milliards d'années, ces deux branes s'entrechoquent. Cela crée toutes sortes d'excitations – particules et rayonnement. La collision réchauffe ainsi les branes, puis elles rebondissent à nouveau. Les branes sont attirées l'une vers l'autre par une force qui agit comme un ressort, provoquant le rapprochement des branes à intervalles réguliers. Pour le décrire plus complètement, ce qui se passe, c'est que l'univers passe par deux types d'étapes de mouvement. Lorsque l'univers contient de la matière et du rayonnement, ou lorsque les branes sont suffisamment éloignées les unes des autres, le mouvement principal est l'étirement des branes ou, de manière équivalente, l'expansion de nos trois dimensions. Pendant cette période, les branes restent plus ou moins distantes l'une de l'autre. C'est ce qui s'est passé, par exemple, au cours des 15 derniers milliards d'années. Au cours de ces étapes, nos trois dimensions s'étirent comme elles le feraient normalement. À une distance microscopique, il y a une autre brane assise et en expansion, mais puisque nous ne pouvons pas toucher, sentir ou voir à travers la masse, nous ne pouvons pas la sentir directement. S'il y a un amas de matière là-bas, nous pouvons ressentir l'effet gravitationnel, mais nous ne pouvons voir aucune lumière ou quoi que ce soit d'autre qu'il émet, car tout ce qu'il émet va se déplacer le long de cette brane. Nous ne voyons que des choses qui se déplacent le long de notre propre brane.

Ensuite, l'énergie associée à la force entre ces branes s'empare de l'univers. De notre point de vue sur l'une des branes, cela agit comme l'énergie noire que nous observons aujourd'hui. Cela provoque l'accélération des branes dans leur étirement, au point où toute la matière et le rayonnement produits depuis la dernière collision se dispersent et les branes deviennent des surfaces essentiellement lisses, plates et vides. Si vous le souhaitez, vous pouvez les considérer comme étant ridés et pleins de matière jusqu'à présent, puis s'étirant de manière fantastique au cours des prochains billions d'années. L'étirement provoque l'amincissement de la masse et de l'énergie sur la brane et le lissage des rides. Après des milliards d'années, les branes sont, à toutes fins utiles, lisses, plates, parallèles et vides.

Ensuite, la force entre ces deux branes rapproche lentement les branes. Au fur et à mesure qu'elle les rapproche, la force devient plus forte et les branes se précipitent l'une vers l'autre. Lorsqu'ils entrent en collision, il y a un impact énorme, suffisant pour créer une densité élevée de matière et de rayonnement avec une température très élevée, bien que finie. Les deux branes se séparent, reviennent plus ou moins là où elles se trouvent, puis la nouvelle matière et le nouveau rayonnement, par l'action de la gravité, provoquent le début d'une nouvelle période d'étirement des branes.

Sur cette image, il est clair que l'univers traverse des périodes d'expansion et une drôle de contraction. Là où les deux branes se rejoignent, ce n'est pas une contraction de nos dimensions mais une contraction de la dimension supplémentaire. Avant la contraction, toute la matière et le rayonnement ont été dispersés, mais, contrairement aux anciens modèles cycliques des années 1920 et 1930, ils ne se réunissent pas à nouveau pendant la contraction, car nos trois dimensions, c'est-à-dire les branes, rester allongé. Seules les dimensions supplémentaires se contractent. Ce processus se répète cycle après cycle.

Si vous comparez le modèle cyclique à l'image consensuelle, deux des fonctions de l'inflation, à savoir l'aplatissement et l'homogénéisation de l'univers, sont accomplies par la période d'expansion accélérée que nous venons de commencer. Bien sûr, je veux vraiment parler de l'expansion analogue qui s'est produite il y a un cycle, avant le Bang le plus récent. La troisième fonction de l'inflation, produisant des fluctuations de la densité, se produit lorsque ces deux branes se rejoignent. À mesure qu'elles s'approchent, les fluctuations quantiques font que les branes commencent à se froisser.Et parce qu'ils sont froissés, ils ne se heurtent pas partout en même temps. Au contraire, certaines régions entrent en collision un peu plus tôt que d'autres. Cela signifie que certaines régions se réchauffent à une température finie et commencent à se refroidir un peu avant d'autres régions. Lorsque les branes se séparent à nouveau, la température de l'univers n'est pas parfaitement homogène mais présente des variations spatiales provenant des rides quantiques.

Remarquablement, bien que les processus physiques soient complètement différents et que l'échelle de temps soit complètement différente - cela prend des milliards d'années, au lieu de 10 à 30 secondes - il s'avère que le spectre des fluctuations que vous obtenez dans la distribution de l'énergie et de la température est essentiellement le même que ce que vous obtenez dans l'inflation. Par conséquent, le modèle cyclique est également en parfait accord avec toutes les mesures de la température et de la distribution de masse de l'univers que nous avons aujourd'hui.

Étant donné que la physique de ces deux modèles est assez différente, il existe une distinction importante dans ce que nous observerions si l'un ou l'autre était réellement vrai, bien que cet effet n'ait pas encore été détecté. Dans l'inflation, lorsque vous créez des fluctuations, vous ne créez pas seulement des fluctuations d'énergie et de température, mais vous créez également des fluctuations dans l'espace-temps lui-même, appelées ondes gravitationnelles. C'est une caractéristique que nous espérons rechercher dans les expériences des prochaines décennies en tant que vérification du modèle de consensus. Dans notre modèle, vous n'obtenez pas ces ondes gravitationnelles. La différence essentielle est que les fluctuations inflationnistes sont créées dans un processus hyperrapide et violent qui est suffisamment fort pour créer des ondes gravitationnelles, tandis que les fluctuations cycliques sont créées dans un processus ultra lent et doux qui est trop faible pour produire des ondes gravitationnelles. C'est un exemple où les deux modèles donnent une prédiction d'observation qui est radicalement différente. C'est juste difficile à observer à l'heure actuelle.

Ce qui est fascinant en ce moment, c'est que nous avons maintenant deux paradigmes à notre disposition. D'une part, ils sont aux antipodes en termes de ce qu'ils nous disent sur la nature du temps, sur notre histoire cosmique, sur l'ordre dans lequel les événements se produisent et sur l'échelle de temps sur laquelle ils se produisent. D'un autre côté, ils sont remarquablement similaires en termes de ce qu'ils prédisent sur l'univers aujourd'hui. En fin de compte, ce qui décidera entre les deux est une combinaison d'observations - par exemple, la recherche d'ondes gravitationnelles cosmiques - et de théorie, car un aspect clé de ce scénario implique des hypothèses sur ce qui se passe lors de la collision entre les branes qui pourraient être vérifiées ou réfutées dans théorie des supercordes. En attendant, au cours des prochaines années, nous pouvons tous nous amuser à spéculer sur les implications de chacune de ces idées et sur la meilleure façon de les distinguer.

Paul Steinhardt est un physicien théoricien, professeur de sciences Albert Einstein à l'Université de Princeton et co-auteur (avec Neil Turok) de « Endless Universe : Beyond the Big Bang ». Cet article est apparu à l'origine sous forme de discours de Steinhardt lors d'un événement en 2002. Il en a été extrait ici tel qu'il apparaît dans « L'univers : les principaux scientifiques explorent l'origine, les mystères et l'avenir du cosmos ». Copyright © 2014 par Edge Foundation Inc. Publié par Harper Perennial


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Merci d'avoir repéré ce SF !

Il s'agit d'un article de presse écrit pour le grand public à propos d'un document de recherche qui a été publié l'année dernière sur arxiv.

http://arxiv.org/abs/0708.1420
Vivons-nous dans un "Petit Univers" ?
Ralf Aurich, Holger S. Janzer, Sven Lustig, Frank Steiner
(Soumis le 10 août 2007 (v1), dernière révision le 8 avril 2008 (cette version, v2))

"Nous calculons les effets d'un univers plat compact sur la fonction de corrélation angulaire, le spectre de puissance angulaire, la signature des cercles dans le ciel et la matrice de covariance des coefficients d'harmoniques sphériques du rayonnement de fond cosmique micro-ondes en utilisant la physique complète de Boltzmann . Notre analyse montre que les données triennales de la sonde d'anisotropie micro-onde Wilkinson (WMAP) sont bien compatibles avec la possibilité que nous vivions dans un 3 tore plat avec un volume

Remarquez qu'ils ne prétendent pas l'avoir prouvé. Ils disent que les données WMAP à 3 ans sont COMPATIBLES avec le tore.
S'ils le comparent aux données WMAP sur 5 ans, ils pourraient bien obtenir un résultat négatif. Plus de données peuvent être en mesure d'exclure ce qu'ils disent.

Glen Starkman est en quelque sorte un expert --- a fait une étude de cette même question qui a abouti à une conclusion négative. Il dit d'attendre que nous ayons les données du satellite Planck. Il fournira une carte beaucoup plus détaillée du CMB. alors nous verrons si le tore de ce volume est encore une possibilité.
===================

A propos des nombres, leur modèle est un cube avec un volume de 5000 gigaparsecs cubes
(puis identifiez les faces opposées du cube afin que sortir d'un côté vous fasse réapparaître en entrant de l'autre côté.)

donc nous devons prendre la racine cubique de 5000, et cela dira la longueur du côté du cube


Réponses et réponses

Mais j'ai aussi entendu parler de notre "horizon lumineux" et s'il y a des limites au-delà de ce point, il est clair que l'univers ne pourrait pas être âgé de 14,6 milliards d'années.

Je suppose que ma question est de savoir quels sont les faits sur l'âge de l'univers et les scientifiques considèrent simplement notre "horizon lumineux" comme une autorité sur l'âge de l'univers.

Le terme horizon lumineux est généralement plus associé lorsque l'on parle de trous noirs. Mais bon, voilà.

Tout d'abord un peu d'histoire, une période relativement petite après le big bang, il y a eu une période d'expansion dans l'espace où l'espace s'est étendu plus rapidement que la vitesse de la lumière, c'est ce qu'on a appelé l'hyperinflation. Cela signifiait que notre horizon lumineux aujourd'hui n'est pas tout à fait à la même distance que la lumière parcourue à différentes vitesses, par rapport à notre notion de vitesse fixe que nous avons maintenant. Donc, si nous regardons les parties les plus profondes de l'univers à la lumière qui est réfléchie, il est difficile de calculer la distance parcourue à mesure que la vitesse varie, ce qui nous donne également une heure inconnue.

Donc, ce qu'a fait Edwin Hubble, c'est qu'il a utilisé cette idée que chaque barre de lumière est décalée d'une quantité proportionnelle vers l'extrémité rouge du spectre. Et cette proportion augmente avec la distance. (effet red shift/doppler photonique). En utilisant cela, il a remarqué que s'il mesurait les vitesses de récession de chaque galaxie, c'était à quelle vitesse elles s'éloignaient de l'univers et la distance à chaque galaxie. (Ceci en utilisant quelque chose appelé secondes de parallaxe je pense :s). Ensuite, il pourrait tracer un graphique de cela et trouver une relation. Cette relation a produit une ligne droite presque parfaite, avec de petites fluctuations bien sûr. Et à partir de là il s'est rendu compte que si tu prenais 1/sur cette relation ou plutôt le dégradé. (le bit m dans y=mx+C). Le gradient est appelé constante de Hubbles. Ensuite, il obtiendrait une valeur pour le temps qui serait l'âge de l'univers. C'est quelque chose comme 13 ou 14 milliards d'années. ou 10^17 secondes comme vous l'obtiendriez directement à partir de la constante.

C'est généralement ce que les physiciens utilisent comme base de travail lorsque l'on se réfère à l'âge de l'univers, par opposition aux horizons lumineux. Puisque notre horizon lumineux en ce moment serait probablement proche de la moitié de l'âge de ce que nous pensons être l'âge actuel de l'univers. Et je suis en train de deviner ce dernier morceau. Je ne sais pas vraiment.


Comment l'univers peut-il être infini s'il est parti d'un point fini ?

La page Wikipédia de l'univers indique qu'on ne sait pas si l'univers est fini ou infini. S'il est infini, pour toute distance arbitraire d, il y a deux points dans l'univers qui sont séparés par cette distance.

Si l'univers a commencé avec un point fini, le Big Bang, comment pourrait-il être infini aujourd'hui ? Et était-il infini dès les premiers temps imaginables ou est-il devenu infini plus tard ?

Le Big Bang n'était pas un point, c'était juste un événement où l'univers entier a commencé à s'agrandir. Il n'y a aucune direction ou centre à cette expansion. Si l'univers est infini aujourd'hui, il l'a toujours été. Voir la FAQ pour en savoir plus.

C'est sans aucun doute le point de confusion le plus courant en ce qui concerne le big bang et il est extrêmement frustrant de voir à quel point la désinformation est répandue et à quel point le big bang est généralement mal expliqué.

Pensez-y en termes de densité. Au moment du big bang, l'univers était d'une étendue infinie, mais l'énergie qu'il contenait était infiniment dense et n'a cessé de s'étendre depuis. Si cela peut vous aider, pensez à une étendue infinie de pâte remplie de raisins secs (comme pour faire du pain aux raisins). Au début, les raisins secs sont emballés si étroitement qu'il n'y a pas de pâte dans l'espace entre les deux (c'est vraiment juste une étendue infinie de raisins secs), mais ce n'est comme ça que pendant un instant. Puis de petits brins de pâte remplissent les interstices. Cette pâte commence à se dilater (parce que la pâte monte) et les raisins secs s'éloignent les uns des autres dans toutes les directions, à une vitesse qui est fonction de la distance entre deux raisins secs. J'espère que ça aide.


Univers devenant fini - Astronomie

Si l'univers continue dans toutes les directions possibles et sur une distance infinie, cela ne signifierait-il pas qu'il devrait y avoir plus de planètes là-bas (un autre univers ?) Si vous avez une quantité infinie d'espace, alors il doit absolument y avoir un autre univers là-bas (peut-être un nombre infini d'entre eux ?) notre galaxie, se produirait exactement la même chose dans cette galaxie. Aussi, nous serions un nombre infini à faire un nombre infini de choses. Par exemple, dans d'autres mondes où j'ai remporté le prix Nobel de la paix, le mot « poisson » est un juron, George Bush est un tueur en série. Je veux juste savoir si c'est possible, et s'il y a une théorie/un document qui a été publié à ce sujet, et peut-être où je peux lire cette théorie/ce document.

L'univers peut être infini, mais nous ne pouvons en voir qu'une partie finie en raison de la vitesse finie de la lumière. Nous ne pouvons voir que les parties à partir desquelles la lumière a eu le temps de nous atteindre depuis le début de l'univers - ce qui signifie que nous pouvons (en théorie) voir un univers sphérique avec un rayon d'environ 47 milliards d'années-lumière. Si je vous laissais un peu de temps pour y réfléchir, je suis sûr que vous arriveriez à la conclusion suivante - "cela signifie que l'univers a dû s'étendre plus vite que la vitesse de la lumière à un moment donné", ce qui semble violer la relativité restreinte . En fait, c'est ce qui s'est passé, pendant une période appelée "inflation", et cela ne viole pas la relativité restreinte puisqu'il ne s'agit pas d'un mouvement spatial, mais de l'expansion de l'espace lui-même.

Revenons à votre question : si l'univers est infini au-delà de notre horizon, y a-t-il un nombre infini de « vous » là-bas ? Je me demande si vous avez couvert les probabilités à l'école? (Si vous ne me faites pas savoir si vous ne comprenez pas ce qui suit).

S'il y a une probabilité finie que quelque chose se produise (c'est-à-dire qu'une planète se forme autour d'une étoile, ou qu'une galaxie se forme), alors dans un univers infini, il y aura un nombre infini de cette chose. Il y aurait donc un nombre infini de galaxies et de planètes dans un univers infini. S'il y a cependant une probabilité infinitésimale que quelque chose se produise, alors dans un univers infini, il n'y aurait qu'un nombre fini (par exemple 1) de ces choses. Je dirais que la probabilité de créer une personne spécifique avec une constitution génétique et une façon de penser spécifiques peut n'être qu'infinitésimale (cela dépend de la complexité que vous pensez des humains) - donc il n'y a qu'un seul d'entre vous ! Les gens utilisent également cet argument contre l'idée qu'il doit y avoir de la vie extraterrestre dans un si grand univers - si la probabilité de formation de la vie est infinitésimale, alors il ne pourrait y avoir qu'une seule planète porteuse de vie. Personnellement, je pense qu'il est plus probable que la vie se forme avec une probabilité finie qu'une personne spécifique se forme.

Voir un article intéressant d'un astronome, Max Tegmark à ce sujet ici. Il a été écrit pour un public scientifique mais semble assez lisible.

A propos de l'auteur

Maîtres Karen

Karen a été étudiante diplômée à Cornell de 2000 à 2005. Elle a ensuite travaillé comme chercheuse dans le cadre d'enquêtes sur les décalages vers le rouge des galaxies à l'Université Harvard et fait maintenant partie de la faculté de l'Université de Portsmouth dans son pays d'origine, le Royaume-Uni. Dernièrement, ses recherches se sont concentrées sur l'utilisation de la morphologie des galaxies pour donner des indices sur leur formation et leur évolution. Elle est la scientifique de projet pour le projet Galaxy Zoo.


le kalam L'argument cosmologique, en montrant que l'univers a commencé à exister, démontre que le monde n'est pas un être nécessaire et, par conséquent, non explicite quant à son existence. Deux arguments philosophiques et deux confirmations scientifiques sont présentés à l'appui du début de l'univers. Puisque tout ce qui commence à exister a une cause, il doit exister une cause transcendante de l'univers.

"La première question qui devrait être posée à juste titre", a écrit G.W.F. Leibniz, est " Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien?" [1] Cette question semble posséder une force existentielle profonde, qui a été ressentie par certains des plus grands penseurs de l'humanité. Selon Aristote, la philosophie commence par un sentiment d'émerveillement sur le monde, et la question la plus profonde est un l'homme peut se poser des questions sur l'origine de l'univers. [2] Dans sa biographie de Ludwig Wittgenstein, Norman Malcolm rapporte que Wittgenstein a dit qu'il avait parfois une certaine expérience qui pourrait être mieux décrite en disant que Je m'interroge sur l'existence du monde. Je suis alors enclin à utiliser des expressions telles que « Comme il est extraordinaire que quelque chose existe ! » [3] De la même manière, un philosophe contemporain remarque : « . . . Mon esprit semble souvent chanceler sous l'immense importance que cette question a pour moi. Que quoi que ce soit existe me semble une question de respect le plus profond." [4]

Pourquoi Est-ce que quelque chose existe au lieu de rien ? Leibniz a répondu à cette question en affirmant que quelque chose existe plutôt que rien parce qu'il existe un être nécessaire qui porte en lui sa raison d'être et qui est la raison suffisante de l'existence de tout être contingent. [5]

Bien que Leibniz (suivi par certains philosophes contemporains) considérait la non-existence d'un être nécessaire comme logiquement impossible, une explication plus modeste de la nécessité de l'existence en termes de ce qu'il appelle « la nécessité factuelle » a été donnée par John Hick : un être nécessaire est un être éternel, sans cause, indestructible et incorruptible. [6] Leibniz, bien sûr, a identifié l'être nécessaire comme Dieu. Ses critiques, cependant, ont contesté cette identification, affirmant que l'univers matériel pourrait lui-même se voir attribuer le statut d'être nécessaire. « Pourquoi », a demandé David Hume, « l'univers matériel ne serait-il pas l'être existant nécessaire, selon cette prétendue explication de la nécessité ? » [7] Typiquement, cela a été précisément la position de l'athée. Les athées ne se sont pas sentis obligés d'adopter le point de vue selon lequel l'univers est né de rien sans aucune raison, mais ils considèrent plutôt l'univers lui-même comme une sorte d'être factuellement nécessaire : l'univers est éternel, sans cause, indestructible et incorruptible. Comme Russell l'a bien dit, "... L'univers est juste là, et c'est tout." [8]

L'argument de Leibniz nous laisse-t-il donc dans une impasse rationnelle, ou n'y aurait-il pas d'autres ressources disponibles pour démêler l'énigme de l'existence du monde ? Il me semble qu'il y en a. On se souviendra qu'une propriété essentielle d'un être nécessaire est l'éternité. Si alors il pouvait être rendu plausible que l'univers ait commencé à exister et qu'il ne soit donc pas éternel, on aurait au moins dans cette mesure montré la supériorité du théisme en tant que vision rationnelle du monde.

Or, il existe une forme d'argument cosmologique, très négligée aujourd'hui mais d'une grande importance historique, qui vise précisément à démontrer que l'univers a eu un commencement dans le temps. [9] Originaire des efforts des théologiens chrétiens pour réfuter la doctrine grecque de l'éternité de la matière, cet argument a été développé en formulations sophistiquées par les théologiens islamiques et juifs médiévaux, qui à leur tour l'ont transmis à l'Occident latin. L'argument a donc un large attrait intersectaire, ayant été défendu par des musulmans, des juifs et des chrétiens à la fois catholiques et protestants.

Cet argument, que j'ai appelé l'argument cosmologique kalam, peut être présenté comme suit :

1. Tout ce qui commence à exister a une cause de son existence.
2. L'univers a commencé à exister.

2.1 Argument basé sur l'impossibilité d'un infini réel.

2.11 Un infini réel ne peut pas exister.
2.12 Une régression temporelle infinie des événements est un infini actuel.
2.13 Par conséquent, une régression temporelle infinie des événements ne peut pas exister.

2.2 Argument fondé sur l'impossibilité de former un infini actuel par addition successive.

2.21 Une collection formée par additions successives ne peut pas être en réalité infinie.
2.22 La série temporelle d'événements passés est un ensemble formé par additions successives.
2.23 Par conséquent, la série temporelle d'événements passés ne peut pas être réellement infinie.

3. Par conséquent, l'univers a une cause de son existence.

Examinons cet argument de plus près.

Défense de l'argument cosmologique de Kalam

De toute évidence, la prémisse cruciale de cet argument est (2), et deux arguments indépendants sont proposés à l'appui. Passons donc d'abord à l'examen des arguments à l'appui.

Premier argument à l'appui

Pour comprendre (2.1), nous devons comprendre la différence entre un infini potentiel et un infini réel. En gros, un infini potentiel est une collection qui augmente vers l'infini comme limite, mais n'y parvient jamais. Une telle collection est vraiment indéfinie, pas infinie. Le signe de cette sorte d'infini, qui est utilisé en calcul, est ¥. Un infini réel est une collection dans laquelle le nombre de membres réellement est infini. La collection ne grandit pas vers l'infini, elle est infinie, elle est « complète ». Le signe de cette sorte d'infini, qui est utilisé en théorie des ensembles pour désigner des ensembles qui ont un nombre infini de membres, tels que <1, 2, 3, . . .>, est À 0 . Or (2.11) soutient, non pas qu'un nombre potentiellement infini de choses ne peut exister, mais qu'un nombre réellement infini de choses ne peut pas exister. Car si un nombre réellement infini de choses pouvait exister, cela engendrerait toutes sortes d'absurdités.

Peut-être que la meilleure façon de faire comprendre la vérité de (2.11) est au moyen d'une illustration. Permettez-moi d'utiliser l'un de mes favoris, Hilbert's Hotel, un produit de l'esprit du grand mathématicien allemand, David Hilbert. Imaginons un hôtel avec un nombre fini de chambres. Supposons, en outre, que toutes les chambres sont pleines. Lorsqu'un nouveau client arrive et demande une chambre, le propriétaire s'excuse : "Désolé, toutes les chambres sont pleines." Mais imaginons maintenant un hôtel avec un nombre infini de chambres et supposons encore une fois que toutes les chambres soient pleines. Il n'y a pas une seule chambre vacante dans tout l'hôtel infini.Supposons maintenant qu'un nouvel invité se présente, demandant une chambre. "Mais bien sûr!" dit le propriétaire, et il déplace immédiatement la personne de la chambre #1 dans la chambre #2, la personne de la chambre #2 dans la chambre #3, la personne de la chambre #3 dans la chambre #4 et ainsi de suite, jusqu'à l'infini. À la suite de ces changements de chambre, la chambre n°1 devient désormais vacante et le nouveau client s'enregistre avec gratitude. Mais rappelez-vous, avant son arrivée, toutes les chambres étaient pleines ! Tout aussi curieux, selon les mathématiciens, il n'y a plus de personnes dans l'hôtel qu'avant : le nombre est juste infini. Mais comment cela peut-il être? Le propriétaire vient d'ajouter le nom du nouveau client au registre et lui a donné ses clés. Comment ne peut-il pas y avoir une personne de plus dans l'hôtel qu'avant ? Mais la situation devient encore plus étrange. Car supposons qu'une infinité de nouveaux invités se présentent au bureau, demandant une chambre. "Bien sûr bien sûr!" dit le propriétaire, et il procède au déplacement de la personne de la pièce n°1 dans la pièce n°2, la personne de la pièce n°2 dans la pièce n°4, la personne de la pièce n°3 dans la pièce n°6, et ainsi de suite à l'infini, toujours mettre chaque ancien occupant dans le numéro de chambre deux fois le sien. En conséquence, toutes les chambres impaires deviennent vacantes et l'infinité de nouveaux invités est facilement accueillie. Et pourtant, avant leur arrivée, toutes les salles étaient pleines ! Et encore une fois, assez étrangement, le nombre de clients dans l'hôtel est le même après l'arrivée de l'infinité de nouveaux clients qu'avant, même s'il y avait autant de nouveaux clients que d'anciens clients. En fait, le propriétaire pourrait répéter ce processus infiniment de fois et pourtant il n'y aurait jamais une seule personne de plus dans l'hôtel qu'avant.

Mais l'hôtel Hilbert est encore plus étrange que le mathématicien allemand ne le prétendait. Pour supposer que certains des invités commencent à vérifier. Supposons que l'invité de la chambre n°1 parte. N'y a-t-il pas maintenant une personne de moins dans l'hôtel ? Pas selon les mathématiciens, mais demandez simplement à la femme qui fait les lits ! Supposons que les invités des chambres 1, 3, 5, . . . vérifier. Dans ce cas, un nombre infini de personnes ont quitté l'hôtel, mais selon les mathématiciens, il n'y a pas moins de monde dans l'hôtel - mais ne parlez pas à cette blanchisseuse ! En fait, nous pourrions demander à tous les autres clients de quitter l'hôtel et répéter ce processus à l'infini, et pourtant il n'y aurait jamais moins de monde dans l'hôtel. Mais supposons plutôt les personnes dans la chambre numéro 4, 5, 6, . . . vérifié. D'un seul coup, l'hôtel serait virtuellement vidé, le registre des hôtes réduit à trois noms, et l'infini converti en finitude. Et pourtant, il resterait vrai que le même nombre des clients sont partis cette fois comme lorsque les clients des chambres 1, 3, 5, . . . vérifié. Quelqu'un peut-il sincèrement croire qu'un tel hôtel puisse exister dans la réalité ? Ces sortes d'absurdités illustrent l'impossibilité de l'existence d'un nombre réellement infini de choses.

Cela nous amène à (2.12). La vérité de cette prémisse semble assez évidente. Si l'univers n'a jamais commencé à exister, alors avant l'événement présent, il a existé un nombre en fait infini d'événements antérieurs. Par conséquent, une série d'événements sans commencement dans le temps implique l'existence d'un nombre réellement infini de choses, à savoir des événements passés.

Étant donné la vérité de (2.11) et (2.12), la conclusion (2.13) s'ensuit logiquement. La série d'événements passés doit être finie et avoir un début. Mais puisque l'univers n'est pas distinct de la série d'événements, il s'ensuit que l'univers a commencé à exister.

À ce stade, nous pourrions trouver utile d'examiner plusieurs objections qui pourraient être soulevées contre l'argument. Considérons d'abord les objections à (2.11). Wallace Matson objecte que la prémisse doit signifier qu'un nombre réellement infini de choses est logiquement impossible mais il est facile de montrer qu'une telle collection est logiquement possible. Par exemple, la série de nombres négatifs <. . . -3, -2, -1>est une collection en fait infinie sans premier membre. [10] L'erreur de Matson réside ici en pensant que (2.11) signifie affirmer la logique impossibilité d'un nombre réellement infini de choses. Ce que la prémisse exprime, c'est l'impossibilité réelle ou factuelle d'un infini actuel. Pour illustrer la différence entre possibilité réelle et logique : il n'y a pas d'impossibilité logique à ce que quelque chose vienne à exister sans cause, mais une telle circonstance peut très bien être réellement ou métaphysiquement impossible. De la même manière, (2.11) affirme que les absurdités entraînées dans l'existence réelle d'un infini actuel montrent qu'une telle existence est métaphysiquement impossible. Par conséquent, on pourrait admettre que dans le domaine conceptuel des mathématiques, on peut, compte tenu de certaines conventions et axiomes, parler de manière cohérente d'ensembles infinis de nombres, mais cela n'implique nullement qu'un nombre réellement infini de choses soit réellement possible. On pourrait également noter que l'école mathématique de l'intuitionnisme nie que même la série de nombres soit en réalité infinie (ils la considèrent comme potentiellement infinie seulement), de sorte que l'appel aux séries de nombres comme exemples d'infinis réels est une procédure discutable.

Le regretté J.L. Mackie s'est également opposé à (2.11), affirmant que les absurdités sont résolues en notant que pour les groupes infinis, l'axiome "le tout est plus grand que sa partie" ne tient pas, comme il le fait pour les groupes finis. [11] De même, Quentin Smith commente qu'une fois que nous comprenons qu'un ensemble infini a un sous-ensemble approprié qui a le même nombre de membres que l'ensemble lui-même, les situations prétendument absurdes deviennent « parfaitement crédibles ». [12] Mais à mon avis, c'est précisément cette caractéristique de la théorie des ensembles infinis qui, une fois traduite dans le domaine du réel, donne des résultats parfaitement incroyables, par exemple, l'hôtel Hilbert. De plus, toutes les absurdités ne proviennent pas du déni de la théorie des ensembles infinis de l'axiome d'Euclide : les absurdités illustrées par les clients qui quittent l'hôtel proviennent des résultats auto-contradictoires lorsque les opérations inverses de soustraction ou de division sont effectuées à l'aide de nombres transfinis. . Ici, le cas contre une collection réellement infinie de choses devient décisif.

On notera enfin l'objection de Sorabji, qui soutient que des illustrations telles que Hilbert's Hotel n'impliquent aucune absurdité. Afin de comprendre ce qui ne va pas avec le kalam argument, il nous demande d'imaginer deux colonnes parallèles commençant au même point et s'étendant à l'infini, l'une la colonne des années passées et l'autre la colonne des jours passés. Le sens dans lequel la colonne des jours passés n'est pas plus grande que la colonne des années passées, dit Sorabji, est que la colonne des jours ne "dépassera" pas au-delà de l'extrémité de l'autre colonne, car aucune colonne n'a d'extrémité. . Maintenant, dans le cas de l'hôtel Hilbert, il y a la tentation de penser qu'un malheureux résident au fond tombera dans l'espace. Mais il n'y a pas d'extrémité : la file d'habitants ne dépassera pas l'extrémité de la file des chambres. Une fois que cela est vu, le résultat n'est qu'une vérité explicable, même si surprenante et exaltante, sur l'infini. [13] Maintenant, Sorabji a certainement raison, comme nous l'avons vu, que l'hôtel Hilbert illustre une vérité explicable sur la nature de l'infini réel. Si un nombre réellement infini de choses pouvait exister, un hôtel Hilbert serait possible. Mais Sorabji semble ne pas comprendre le cœur du paradoxe : pour ma part, je n'éprouve aucune tentation de penser à des gens qui déposent au fond de l'hôtel, car il n'y en a pas, mais j'ai du mal à croire qu'un hôtel dans lequel toutes les chambres sont occupées pouvant accueillir plus d'invités. Bien sûr, la ligne des invités ne dépassera pas la ligne des pièces, mais si toutes ces pièces infinies déjà y a-t-il des invités, le déplacement de ces invités peut-il vraiment créer des pièces vides ? La propre illustration de Sorabji des colonnes des années et des jours passés, je trouve pas peu inquiétante : si nous divisons les colonnes en segments d'un pied de long et marquons une colonne comme les années et l'autre comme les jours, alors une colonne est aussi longue comme l'autre et pourtant pour chaque segment de pied dans la colonne des années, 365 segments d'égale longueur se trouvent dans la colonne des jours ! Ces résultats paradoxaux ne peuvent être évités que si de telles collections réellement infinies ne peuvent exister que dans l'imagination, pas dans la réalité. Dans tous les cas, l'illustration de l'hôtel Hilbert n'est pas épuisée en traitant uniquement de l'ajout de nouveaux clients, car la soustraction de clients entraîne des absurdités encore plus insolubles. L'analyse de Sorabji ne dit rien pour les résoudre. Par conséquent, il me semble que les objections à la prémisse (2.11) sont moins plausibles que la prémisse elle-même.

En ce qui concerne (2.12), l'objection la plus fréquente est que le passé ne doit être considéré que comme un infini potentiel, et non comme un infini actuel. C'était la position d'Aquin contre Bonaventure, et le philosophe contemporain Charles Hartshorne semble se ranger du côté de Thomas sur cette question. [14] Une telle position est cependant intenable. Le futur est potentiellement infini, puisqu'il n'existe pas mais que le passé est actuel d'une manière que le futur ne l'est pas, comme en témoigne le fait que nous avons des traces du passé dans le présent, mais pas de traces du futur. Par conséquent, si la série d'événements passés n'a jamais commencé à exister, il doit y avoir eu un nombre réellement infini d'événements passés.

Les objections à l'une ou l'autre des prémisses semblent donc être moins convaincantes que les prémisses elles-mêmes. Ensemble, ils impliquent que l'univers a commencé à exister. Par conséquent, je conclus que cet argument fournit de bonnes raisons d'accepter la vérité de la prémisse (2) que l'univers a commencé à exister.

Deuxième argument à l'appui

Le deuxième argument (2.2) pour le début de l'univers est basé sur l'impossibilité de former un infini réel par addition successive. Cet argument se distingue du premier en ce qu'il ne nie pas la possibilité de l'existence d'un infini actuel, mais la possibilité qu'il soit formé par addition successive.

La prémisse (2.21) est l'étape cruciale de l'argumentation. On ne peut pas former une collection réellement infinie de choses en ajoutant successivement un membre après l'autre. Comme on peut toujours en ajouter un avant d'arriver à l'infini, il est impossible d'atteindre l'infini réel. Parfois, cela s'appelle l'impossibilité de "compter jusqu'à l'infini" ou de "traverser l'infini". Il est important de comprendre que cette impossibilité n'a rien à voir avec la quantité de temps disponible : il appartient à la nature de l'infini qu'il ne puisse pas être ainsi formé.

Maintenant quelqu'un pourrait dire que si une collection infinie ne peut pas être formée en commençant à un point et en ajoutant des membres, néanmoins une collection infinie pourrait être formée en ne commençant jamais mais en se terminant en un point, c'est-à-dire en se terminant en un point après en avoir ajouté un. membre après l'autre depuis l'éternité. Mais cette méthode semble encore plus incroyable que la première méthode. Si on ne peut pas compter jusqu'à l'infini, comment peut-on compter à rebours à partir de l'infini ? Si on ne peut pas traverser l'infini en se déplaçant dans une direction, comment peut-on le traverser en se déplaçant simplement dans la direction opposée ?

En effet, l'idée d'une série de commencements se terminant dans le présent semble absurde. Pour ne donner qu'une seule illustration : supposons que nous rencontrions un homme qui prétend avoir compté depuis l'éternité et qui termine maintenant : . . ., -3, -2, -1, 0. On pourrait se demander, pourquoi n'a-t-il pas fini de compter hier ou la veille ou l'année d'avant ? À ce moment-là, un temps infini s'était déjà écoulé, de sorte qu'il aurait déjà dû terminer à ce moment-là. Ainsi, à aucun moment dans le passé infini, nous n'avons pu trouver l'homme en train de terminer son compte à rebours, car à ce moment-là, il devrait déjà avoir terminé ! En fait, peu importe à quel point nous remontons dans le passé, nous ne pouvons jamais trouver l'homme qui compte, car à n'importe quel point que nous atteindrons, il aura déjà terminé. Mais si à aucun moment dans le passé on ne le voit compter, cela contredit l'hypothèse qu'il compte depuis l'éternité. Ceci illustre le fait que la formation d'un infini actuel par additions successives est également impossible que l'on procède vers ou à partir de l'infini.

Premiss (2.22) présuppose une vision dynamique du temps selon laquelle les événements s'actualisent en série, les uns après les autres. La série d'événements n'est pas une sorte de ligne du monde intemporelle qui apparaît successivement dans la conscience. Le devenir est plutôt réel et essentiel au processus temporel. Or, cette vision du temps n'est pas sans challenger, mais considérer leurs objections dans cet article nous entraînerait trop loin. [15] Dans cette pièce, nous devons nous contenter du fait que nous argumentons sur un terrain commun avec nos intuitions ordinaires du devenir temporel et en accord avec bon nombre de philosophes contemporains du temps et de l'espace.

Étant donné la vérité de (2.21) et (2.22), la conclusion (2.23) s'ensuit logiquement. Si l'univers n'avait pas commencé à exister il y a un temps fini, alors le moment présent ne pourrait jamais arriver. Mais visiblement, il est arrivé. Par conséquent, nous savons que l'univers est fini dans le passé et a commencé à exister.

Encore une fois, il serait utile d'examiner les diverses objections qui ont été avancées contre ce raisonnement. Contre (2.21), Mackie objecte que l'argument suppose illicitement un point de départ infiniment éloigné dans le passé et déclare ensuite qu'il est impossible de voyager de ce point à aujourd'hui. Mais il n'y aurait dans un passé infini aucun point de départ, pas même infiniment éloigné. Pourtant, à partir de n'importe quel point du passé infini, il n'y a qu'une distance finie au présent. [16] Maintenant, il me semble que l'allégation de Mackie selon laquelle l'argument présuppose un point de départ infiniment éloigné est entièrement sans fondement. Le caractère sans commencement de la série ne fait qu'accentuer la difficulté de sa formation par additions successives. Le fait qu'il y ait pas de commencement du tout, même pas infiniment lointain, rend le problème plus, pas moins, ennuyeux. Et le fait qu'à partir de n'importe quel moment dans le passé infini il n'y a qu'une distance temporelle finie au présent peut être rejeté comme non pertinent. La question n'est pas de savoir comment une partie finie de la série temporelle peut être formée, mais comment toute la série infinie peut être formée. Si Mackie pense que parce que chaque segment de la série peut être formé par addition successive, donc toute la série peut être ainsi formée, alors il commet simplement l'erreur de composition.

Sorabji objecte également que la raison pour laquelle il est impossible de compter à rebours à partir de l'infini est que le comptage implique par nature de prendre un nombre de départ, ce qui fait défaut dans ce cas. Mais terminer un laps d'années infini n'implique aucune année de départ et est donc possible. [17] Mais cette réponse est manifestement inadéquate, car, comme nous l'avons vu, les années d'un passé infini pourraient être énumérées par les nombres négatifs, auquel cas une infinité d'années complète entraînerait, en effet, un compte à rebours sans commencement depuis l'infini. Sorabji anticipe cependant cette réfutation et prétend qu'un tel compte à rebours à rebours est en principe possible et qu'aucune barrière logique n'a donc été présentée à l'écoulement d'une infinité d'années passées. Encore une fois, cependant, la question que je pose n'est pas de savoir s'il y a une contradiction logique dans une telle notion, mais si un tel compte à rebours n'est pas métaphysiquement absurde. Car nous avons vu qu'un tel compte à rebours devrait à tout moment déjà être terminé. Mais Sorabji est à nouveau prêt avec une réponse : dire que le compte à rebours devrait déjà être terminé à tout moment rend confus le décompte d'un infini de nombres avec comptage tout les nombres. A un moment donné du passé, le compteur éternel aura déjà compté une infinité de nombres négatifs, mais cela n'implique pas qu'il ait compté tous les nombres négatifs. Je ne pense pas que l'argument rende cette prétendue équivoque, et cela peut être mis en évidence en examinant la raison pour laquelle notre compteur éternel est censé être capable de compléter un compte des nombres négatifs se terminant par zéro. Afin de justifier la possibilité de cet exploit intuitivement impossible, l'adversaire de l'argument fait appel au prétendu principe de correspondance utilisé en théorie des ensembles pour déterminer si deux ensembles sont équivalents (c'est-à-dire ont le même nombre de membres) en faisant correspondre les membres d'un ensemble avec les membres de l'autre ensemble et vice versa. Sur la base de ce principe, l'objecteur soutient que puisque le compteur a vécu, disons, un nombre infini d'années et que l'ensemble des années passées peut être mis en correspondance bijective avec l'ensemble des nombres négatifs, il s'ensuit qu'en comptant un nombre par an, un compteur éternel achèverait un compte à rebours des nombres négatifs pour l'année en cours. Si nous devions demander pourquoi le compteur ne finirait pas l'année prochaine ou dans cent ans, l'objecteur répondrait qu'avant l'année actuelle un nombre infini d'années se sera déjà écoulé, de sorte que par le principe de correspondance, tous les nombres aurait dû être compté maintenant. Mais ce raisonnement se retourne contre l'objecteur : car, comme nous l'avons vu, à ce titre le compteur devrait à tout moment dans le passé avoir déjà fini de compter tous les nombres, puisqu'une correspondance bijective existe entre les années du passé. et les nombres négatifs. Ainsi, il n'y a pas d'équivoque entre compter une infinité de nombres et compter tous les nombres. Mais à ce stade, une absurdité plus profonde éclate en vue : car supposons qu'il y ait un autre compteur qui compte à raison d'un nombre négatif par jour. Selon le Principe de Correspondance, qui sous-tend la théorie des ensembles infinis et l'arithmétique transfinie, nos deux compteurs éternels termineront leur compte à rebours au même moment, même si l'un compte à une vitesse 365 fois plus rapide que l'autre ! Quelqu'un peut-il croire que de tels scénarios peuvent réellement se produire dans la réalité, mais ne représentent pas plutôt le résultat d'un jeu imaginaire joué dans un domaine purement conceptuel selon les conventions et axiomes logiques adoptés ?

Quant à la prémisse (2.22), de nombreux penseurs ont objecté qu'il n'est pas nécessaire de considérer le passé comme une série infinie sans commencement avec une fin dans le présent. Popper, par exemple, admet que le ensemble de tous les événements passés est en fait infini, mais soutient que le séries des événements passés est potentiellement infini. Cela peut être vu en commençant dans le présent et en numérotant les événements à l'envers, formant ainsi un potentiel infini. Par conséquent, le problème de la formation d'un infini réel par addition successive ne se pose pas. [18] De même, Swinburne songe qu'il est douteux qu'une série infinie achevée sans début mais une fin ait un sens, mais il propose de résoudre le problème en commençant dans le présent et en régressant dans le passé, de sorte que la série d'événements passés n'aurait pas de fin et ne serait donc pas un infini achevé. [19] Cette objection, cependant, confond clairement la régression mentale de compter avec le réel progrès de la série temporelle des événements elle-même. La numérotation des séries du présent à l'envers montre seulement que s'il y a un nombre infini d'événements passés, alors nous pouvons dénombrer un nombre infini d'événements passés.Mais le problème est de savoir comment cette collection infinie d'événements peut-elle être formé par addition successive ? La manière dont nous concevons mentalement la série n'affecte en rien le caractère ontologique de la série elle-même comme série sans commencement mais fin, c'est-à-dire comme infini actuel complété par des additions successives.

Une fois de plus, donc, les objections à (2.21) et (2.22) semblent moins plausibles que les prémisses elles-mêmes. Ensemble, ils impliquent (2.23), ou que l'univers a commencé à exister.

Première confirmation scientifique

Ces arguments purement philosophiques pour le début de l'univers ont reçu une confirmation remarquable des découvertes en astronomie et en astrophysique au cours de ce siècle. Ces confirmations pourraient être résumées sous deux chefs : la confirmation de l'expansion de l'univers et la confirmation des propriétés thermodynamiques de l'univers.

En ce qui concerne le premier, la découverte par Hubble en 1929 du décalage vers le rouge de la lumière des galaxies lointaines a déclenché une révolution en astronomie peut-être aussi importante que la révolution copernicienne. Avant cette époque, l'univers dans son ensemble était conçu pour être statique, mais la conclusion surprenante à laquelle Hubble a été conduit était que le décalage vers le rouge est dû au fait que l'univers est en fait expansion. L'implication stupéfiante de ce fait est que lorsque l'on retrace l'expansion dans le temps, l'univers devient de plus en plus dense jusqu'à ce que l'on atteigne un point de densité infinie à partir duquel l'univers a commencé à s'étendre. Le résultat de la découverte de Hubble était qu'à un moment donné dans le passé fini - probablement il y a environ 15 milliards d'années - l'univers connu tout entier était réduit à un seul point mathématique qui marquait l'origine de l'univers. Cette explosion initiale est connue sous le nom de « Big Bang ». Quatre des astronomes les plus éminents du monde ont décrit cet événement en ces termes :

L'univers est parti d'un état de densité infinie. . . . L'espace et le temps ont été créés lors de cet événement, de même que toute la matière de l'univers. Cela n'a pas de sens de demander ce qui s'est passé avant le Big Bang, c'est comme demander ce qui se trouve au nord du pôle Nord. De même, il n'est pas sensé de demander où le Big Bang a eu lieu. L'univers ponctuel n'était pas un objet isolé dans l'espace, c'était l'univers entier, et donc la réponse ne peut être que le Big Bang s'est produit partout. [20]

Cet événement qui a marqué le début de l'univers devient d'autant plus étonnant lorsqu'on réfléchit au fait qu'un état de « densité infinie » est synonyme de « rien ». Il ne peut y avoir d'objet qui possède une densité infinie, car s'il avait une taille, il pourrait être encore plus dense. Par conséquent, comme le souligne l'astronome de Cambridge Fred Hoyle, la théorie du Big Bang exige la création de matière à partir de rien. C'est parce qu'en remontant dans le temps, on atteint un point auquel, selon les mots de Hoyle, l'univers a été "réduit à rien du tout". [21] Ainsi, ce que le modèle Big Bang de l'univers semble exiger, c'est que l'univers a commencé à exister et a été créé à partir de rien.

Certains théoriciens ont tenté d'éviter le début absolu de l'univers impliqué par la théorie du Big Bang en spéculant que l'univers peut subir une série infinie d'expansions et de contractions. Il y a cependant de bonnes raisons de douter de l'adéquation d'un tel modèle oscillant de l'univers : (i) Le modèle oscillant semble être physiquement impossible. Malgré tous les discours sur de tels modèles, le fait semble être qu'ils ne sont que théoriquement, mais pas physiquement possibles. Comme l'explique le regretté professeur Tinsley de Yale, dans les modèles oscillants « même si les mathématiques disent que l'univers oscille, il n'existe aucune physique connue pour inverser l'effondrement et rebondir vers une nouvelle expansion. La physique semble dire que ces modèles commencent à partir de le Big Bang, s'étendre, s'effondrer, puis se terminer." [22] Pour que le modèle oscillant soit correct, il semblerait que les lois connues de la physique devraient être révisées. (ii) Le modèle oscillant semble être intenable d'un point de vue observationnel. Deux faits de l'astronomie observationnelle semblent aller à l'encontre du modèle oscillant. Premièrement, l'homogénéité observée de la répartition de la matière dans l'univers semble inexplicable sur un modèle oscillant. Pendant la phase de contraction d'un tel modèle, les trous noirs commencent à engloutir la matière environnante, ce qui entraîne une distribution inhomogène de la matière. Mais il n'existe aucun mécanisme connu pour « aplanir » ces inhomogénéités au cours de la phase d'expansion qui s'ensuit. Ainsi, l'homogénéité de la matière observée dans tout l'univers resterait inexpliquée. Deuxièmement, la densité de l'univers semble être insuffisante pour la re-contraction de l'univers. Pour que le modèle oscillant soit encore possible, il est nécessaire que l'univers soit suffisamment dense pour que la gravité puisse vaincre la force de l'expansion et rassembler à nouveau l'univers. Cependant, selon les meilleures estimations, si l'on prend en compte à la fois la matière lumineuse et la matière non lumineuse (trouvée dans les halos galactiques) ainsi que toute contribution possible des particules de neutrinos à la masse totale, l'univers n'est encore qu'environ la moitié de celui nécessaire à la re-contraction. [23] De plus, des travaux récents sur le calcul de la vitesse et de la décélération de l'expansion confirment que l'univers s'étend à, pour ainsi dire, « vitesse d'échappement » et ne se contractera donc pas. Selon Sandage et Tammann, "Par conséquent, nous sommes obligés de décider que... il semble inévitable que l'Univers s'étendra pour toujours", ils concluent donc que "l'Univers n'est arrivé qu'une seule fois". [24]

Deuxième confirmation scientifique

Comme si cela ne suffisait pas, il existe une deuxième confirmation scientifique du début de l'univers basée sur les propriétés thermodynamiques de divers modèles cosmologiques. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, les processus qui se déroulent dans un système fermé tendent toujours vers un état d'équilibre. Maintenant, notre intérêt est de savoir quelles implications cela a lorsque la loi est appliquée à l'univers dans son ensemble. Car l'univers est un gigantesque système fermé, puisqu'il est tout ce qui existe et qu'aucune énergie n'y est injectée de l'extérieur. La deuxième loi semble impliquer qu'avec suffisamment de temps, l'univers atteindra un état d'équilibre thermodynamique, connu sous le nom de "mort thermique" de l'univers. Cette mort peut être chaude ou froide, selon que l'univers s'étendra pour toujours ou finira par se contracter. D'une part, si la densité de l'univers est suffisamment grande pour vaincre la force de l'expansion, alors l'univers se contractera en une boule de feu chaude. Au fur et à mesure que l'univers se contracte, les étoiles brûlent plus rapidement jusqu'à ce qu'elles finissent par exploser ou s'évaporer. Au fur et à mesure que l'univers se densifie, les trous noirs commencent à engloutir tout ce qui les entoure et commencent à fusionner jusqu'à ce que tous les trous noirs fusionnent finalement en un trou noir gigantesque qui est coextensif avec l'univers, dont il ne réapparaîtra jamais. D'un autre côté, si la densité de l'univers est insuffisante pour arrêter l'expansion, comme cela semble plus probable, alors les galaxies transformeront tout leur gaz en étoiles et les étoiles s'éteindront. À 10[30] ans, l'univers sera composé à 90 % d'étoiles mortes, à 9 % de trous noirs supermassifs et à 1 % de matière atomique. La physique des particules élémentaires suggère qu'ensuite les protons se désintégreront en électrons et positrons, de sorte que l'espace sera rempli d'un gaz raréfié si mince que la distance entre un électron et un positon sera à peu près de la taille de la galaxie actuelle. À 10[100] ans, certains scientifiques pensent que les trous noirs eux-mêmes se dissiperont en rayonnement et en particules élémentaires. Finalement, toute la matière de l'univers sombre, froid et en constante expansion sera réduite à un gaz ultra-mince de particules élémentaires et de rayonnement. L'équilibre prévaudra partout et l'univers entier sera dans son état final, à partir duquel aucun changement ne se produira.

Maintenant, la question qui doit être posée est la suivante : si, avec un temps suffisant, l'univers atteindra la mort thermique, alors pourquoi n'est-il pas maintenant dans un état de mort thermique s'il existe depuis un temps infini ? Si l'univers n'avait pas commencé à exister, alors il devrait maintenant être dans un état d'équilibre. Certains théoriciens ont suggéré que l'univers échappe à la mort thermique finale en oscillant de l'éternité passée à l'éternité future. Mais nous avons déjà vu qu'un tel modèle semble être physiquement et observationnellement intenable. Mais même si nous renonçons à ces considérations et supposons que l'univers oscille, le fait est que les propriétés thermodynamiques de ce modèle impliquent le tout début de l'univers que ses partisans cherchent à éviter. Car les propriétés thermodynamiques d'un modèle oscillant sont telles que l'univers s'étend de plus en plus à chaque cycle successif. Par conséquent, au fur et à mesure que l'on retrace les expansions dans le temps, elles deviennent de plus en plus petites. Comme l'explique une équipe scientifique, "L'effet de la production d'entropie sera d'élargir l'échelle cosmique, de cycle en cycle. . . Ainsi, en regardant en arrière, chaque cycle générait moins d'entropie, avait un temps de cycle plus petit et avait un facteur d'expansion de cycle plus petit que le cycle qui l'a suivi." [25] Novikov et Zeldovich de l'Institut de mathématiques appliquées de l'Académie des sciences de l'URSS concluent donc : « Le modèle multicycle a un avenir infini, mais seulement un passé fini. [26] Comme le souligne un autre auteur, le modèle oscillant de l'univers nécessite donc encore une origine de l'univers antérieure au plus petit cycle. [27]

Ainsi, quel que soit le scénario choisi pour l'avenir de l'univers, la thermodynamique implique que l'univers a commencé à exister. Selon le physicien P.C.W. Davies, l'univers doit avoir été créé il y a un temps fini et est en train de se terminer. Avant la création, l'univers n'existait tout simplement pas. Par conséquent, conclut Davies, même si cela ne nous plaît pas, nous devons conclure que l'énergie de l'univers a été en quelque sorte simplement « introduite » lors de la création en tant que condition initiale. [28]

Nous avons donc à la fois un argument philosophique et une confirmation scientifique pour le début de l'univers. Sur cette base, je pense que nous sommes amplement justifiés de conclure à la vérité de la prémisse (2) que l'univers a commencé à exister.

La prémisse (1) me semble relativement peu controversée. Il est basé sur l'intuition métaphysique que quelque chose ne peut pas sortir de rien. Par conséquent, tout argument en faveur du principe est susceptible d'être moins évident que le principe lui-même. Même le grand sceptique David Hume a admis qu'il n'a jamais affirmé une proposition aussi absurde que celle que quelque chose puisse naître sans une cause, il a seulement nié que l'on puisse prouver le principe causal manifestement vrai. [29] En ce qui concerne l'univers, s'il y avait à l'origine absolument rien-pas de Dieu, pas d'espace, pas de temps-, alors comment l'univers a-t-il pu exister ? La vérité du principe Ex nihilo, ajustement nihil est si évident que je pense que nous sommes justifiés de renoncer à une défense élaborée de la première prémisse de l'argument.

Néanmoins, certains penseurs, exercés pour éviter le théisme implicite dans cette prémisse dans le contexte actuel, se sont sentis poussés à nier sa vérité. Afin d'éviter ses implications théistes, Davies présente un scénario qui, avoue-t-il, « ne doit pas être pris trop au sérieux », mais qui semble avoir un puissant attrait pour Davies. [30] Il fait référence à une théorie quantique de la gravité selon laquelle l'espace-temps lui-même pourrait jaillir sans cause de l'absolument rien. Tout en admettant qu'il n'existe « toujours pas de théorie satisfaisante de la gravité quantique », une telle théorie « permettrait à l'espace-temps d'être créé et détruit spontanément et sans cause de la même manière que les particules sont créées et détruites spontanément et sans cause. La théorie impliquerait un certain probabilité déterminée mathématiquement que, par exemple, une goutte d'espace apparaisse là où il n'en existait pas auparavant. Ainsi, l'espace-temps pourrait sortir du néant à la suite d'une transition quantique sans cause. [31]

Or, en fait, la production de paires de particules ne fournit aucune analogie pour ce radical Ex nihilo devenir, comme Davies semble le laisser entendre. Ce phénomène quantique, même s'il s'agit d'une exception au principe selon lequel tout événement a une cause, ne fournit aucune analogie avec quelque chose qui naît à partir de rien. Bien que les physiciens parlent de création et d'annihilation de paires de particules, ces termes sont philosophiquement trompeurs, car tout ce qui se produit réellement est la conversion de l'énergie en matière ou vice versa. Comme Davies l'admet, "Les processus décrits ici ne représentent pas la création de matière à partir de rien, mais la conversion d'énergie préexistante en une forme matérielle." [32] Par conséquent, Davies induit grandement son lecteur en erreur lorsqu'il prétend que « des particules... peuvent apparaître de nulle part sans causalité spécifique » et encore : « Pourtant, le monde de la physique quantique produit régulièrement quelque chose pour rien. » [33] Au contraire, le monde de la physique quantique jamais produit quelque chose pour rien.

Mais pour considérer le cas sur ses propres mérites : la gravité quantique est si mal comprise que la période antérieure à 10[-43] sec, que cette théorie espère décrire, a été comparée d'un air farfelue aux régions sur les cartes de l'ancien cartographes marqués « Here there be dragons » : il peut facilement être rempli de toutes sortes de fantasmes. En fait, il ne semble pas y avoir de bonne raison de penser qu'une telle théorie impliquerait le genre de devenir spontané Ex nihilo ce que suggère Davies. Une théorie quantique de la gravité a pour objectif de fournir une théorie de la gravitation basée sur l'échange de particules (gravitons) plutôt que sur la géométrie de l'espace, qui peut ensuite être intégrée dans une théorie de la grande unification qui unit toutes les forces de la nature en un système supersymétrique. état dans lequel existent une force fondamentale et un seul type de particule. Mais il ne semble y avoir rien là-dedans qui suggère la possibilité d'un devenir spontané Ex nihilo.

En effet, il n'est pas du tout clair que le récit de Davies soit même intelligible. Que peut signifier, par exemple, l'affirmation selon laquelle il existe une probabilité mathématique que le néant engendre une région de l'espace-temps « là où il n'en existait pas auparavant ? Cela ne peut pas signifier qu'avec suffisamment de temps, une région de l'espace-temps apparaîtrait à un certain endroit, car ni le lieu ni le temps n'existent en dehors de l'espace-temps. La notion d'une certaine probabilité que quelque chose sorte de rien semble donc incohérente.

Je me rappelle à ce propos quelques propos tenus par A.N. Prior concernant un argument avancé par Jonathan Edwards contre la création de quelque chose sans cause. Ce serait impossible, a déclaré Edwards, car il serait alors inexplicable pourquoi tout et n'importe quoi ne peut ou ne vient pas exister sans cause. On ne peut pas répondre que seules les choses d'une certaine nature naissent sans cause, puisqu'avant leur existence, elles n'ont aucune nature qui pourrait contrôler leur venue à l'être. Prior a fait une application cosmologique du raisonnement d'Edwards en commentant le modèle d'état stationnaire postulant la création continue d'atomes d'hydrogène Ex nihilo:

Cela ne fait pas partie de la théorie de Hoyle que ce processus est sans cause, mais je veux être plus précis à ce sujet, et dire que s'il est sans cause, alors ce qui est censé se produire est fantastique et incroyable. S'il est possible que des objets - des objets, maintenant, qui sont vraiment des objets, des "substances douées de capacités" - commencent à exister sans cause, alors il est incroyable qu'ils se révèlent tous être des objets de la même sorte, à savoir, atomes d'hydrogène. La nature particulière des atomes d'hydrogène ne peut pas être ce qui rend possible un tel commencement d'existence pour eux, mais pas pour des objets de toute autre sorte car les atomes d'hydrogène n'ont cette nature que lorsqu'ils sont là pour l'avoir, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'ils commencent à exister. -exist a déjà eu lieu. C'est l'argument d'Edwards, en fait et ici il semble tout à fait convaincant. . . . [34]

Or, dans le cas présent, si à l'origine absolument rien n'existait, alors pourquoi serait-ce l'espace-temps qui jaillit spontanément du vide, plutôt que, disons, des atomes d'hydrogène ou même des lapins ? Comment peut-on parler de la probabilité qu'une chose en particulier surgisse à partir de rien ?

Davies semble à une occasion répondre comme si les lois de la physique étaient le facteur déterminant qui détermine ce qui peut surgir sans cause : "Mais qu'en est-il des lois ? Elles doivent être là pour commencer pour que l'univers puisse La physique quantique doit exister (dans un certain sens) pour qu'une transition quantique puisse générer le cosmos en premier lieu. " [35] Maintenant, cela semble extrêmement particulier. Davies semble attribuer aux lois de la nature elles-mêmes une sorte de statut ontologique et causal tel qu'elles contraignent le devenir spontané. Mais cela semble clairement erroné : les lois de la physique ne causent ni ne contraignent en elles-mêmes quoi que ce soit, ce sont simplement des descriptions propositionnelles d'une certaine forme et généralité de ce qui se passe dans l'univers. Et la question soulevée par Edwards est de savoir pourquoi, s'il n'y avait absolument rien, il serait vrai qu'une chose plutôt qu'une autre devrait apparaître sans cause ? Il est futile de dire qu'il appartient en quelque sorte à la nature de l'espace-temps de le faire, car s'il n'y avait absolument rien, alors il n'y aurait pas eu de nature pour déterminer que l'espace-temps devrait naître.

Plus fondamentalement encore, cependant, ce que Davies envisage est certainement un non-sens métaphysique. Bien que son scénario soit présenté comme une théorie scientifique, quelqu'un devrait être assez audacieux pour dire que l'empereur ne porte pas de vêtements. Soit les conditions nécessaires et suffisantes pour l'apparition de l'espace-temps existaient ou non si oui, alors il n'est pas vrai que rien n'existait sinon, alors il semblerait ontologiquement impossible que l'être surgisse du non-être absolu. Appeler un tel surgissement spontané dans l'être hors du non-être une « transition quantique » ou l'attribuer à la « gravité quantique » n'explique rien en effet, à ce titre, il n'y a aucune explication. Cela arrive tout simplement.

Il me semble donc que Davies n'a fourni aucune base plausible pour nier la vérité de la première prémisse de l'argument cosmologique. Que tout ce qui commence à exister ait une cause semblerait être une vérité ontologiquement nécessaire, une vérité qui se confirme constamment dans notre expérience.

Étant donné la vérité des prémisses (1) et (2), il s'ensuit logiquement que (3) l'univers a une cause de son existence. En fait, je pense qu'on peut soutenir de manière plausible que la cause de l'univers doit être un Créateur personnel. Car comment autrement un effet temporel pourrait-il naître d'une cause éternelle ? Si la cause était simplement un ensemble mécaniquement opérant de conditions nécessaires et suffisantes existant depuis l'éternité, alors pourquoi l'effet n'existerait-il pas aussi depuis l'éternité ? Par exemple, si la cause du gel de l'eau est que la température est inférieure à zéro degré, alors si la température était inférieure à zéro degré depuis l'éternité, alors toute eau présente serait gelée depuis l'éternité.La seule façon d'avoir une cause éternelle mais un effet temporel semble être si la cause est un agent personnel qui choisit librement de créer un effet dans le temps. Par exemple, un homme assis depuis l'éternité peut vouloir se lever, donc un effet temporel peut provenir d'un agent qui existe éternellement. En effet, l'agent peut vouloir de toute éternité créer un effet temporel, de sorte qu'aucun changement dans l'agent n'a besoin d'être conçu. Ainsi, nous sommes amenés non seulement à la cause première de l'univers, mais à son créateur personnel.

En conclusion, nous avons vu sur la base à la fois d'arguments philosophiques et de confirmations scientifiques qu'il est plausible que l'univers ait commencé à exister. Étant donné le principe intuitivement évident que tout ce qui commence à exister a une cause de son existence, nous avons été amenés à conclure que l'univers a une cause de son existence. Sur la base de notre argumentation, cette cause devrait être sans cause, éternelle, immuable, intemporelle et immatérielle. De plus, il faudrait qu'il s'agisse d'un agent personnel qui choisit librement de créer un effet dans le temps. Par conséquent, sur la base de la kalam argument cosmologique, je conclus qu'il est rationnel de croire que Dieu existe.



Commentaires:

  1. Reuhen

    La question est intéressante, je vais également participer à la discussion.

  2. Agustin

    J'ai supprimé cette phrase

  3. Tangakwunu

    Il y a quelque chose là-dedans aussi, cela me semble une bonne idée. Je suis d'accord avec toi.

  4. Dourn

    Les propriétés se révèlent

  5. Niklas

    Très bon poste utile.J'ai moi-même récemment recherché sur Internet ce sujet et toutes les discussions qui y sont liées.



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