Les résultats d’une expérience récente pourraient éclairer l’une des énigmes du Big Bang

antimatière
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crédit illustration : Nature

C’est quoi le problème ?

L’une des choses que l’on ne comprend pas au sujet de l’univers est qu’il n’est fait que de matière.

Or, l’univers primitif devait être composé à part égale de matière, certes, mais aussi d’antimatière. Et quand elles se rencontrent, elles se transforment en lumière, littéralement. L’antimatière n’est pas de la science-fiction, mais une chose observée tous les jours dans les labos du monde entier. Un copain à moi a même récemment produit en vrai de vrai un faisceau composé d’électrons et d’antiélectrons (positrons).

Si donc le Big Bang a accouché d’un univers mi-matière mi-antimatière, ces deux-là auraient dû s’annihiler. Selon la physique connue[1], il ne devrait pas rester de matière. Pas d’étoiles, pas de planètes, pas de nous.

Qu’est-ce qu’on fait donc là ? Telle est l’énigme de « l’asymétrie baryonique ».

 

Une solution ?

Le problème n’est pas nouveau puisque que Maurice Goldhaber l’avait déjà signalé en 1956. En 1967 Andrei Sakharov eut une idée : si la matière et l’antimatière ne sont pas exactement symétrique l’une de l’autre[2], alors un mélange initial composé des deux à parts égales pourrait se décanter en laissant un peu de matière derrière lui. Pas juste de la lumière.

A l’époque de Sakharov on pensait cette symétrie parfaite sans en être tout à fait certain. L’idée de Sakharov fut que si la symétrie n’est pas parfaite, alors l’asymétrie baryonique n’est plus un mystère. Restait donc à demander son avis à la nature. La balle était dans le camp des expérimentateurs.

Evidemment, les expériences en question sont incroyablement difficiles à réaliser. Si c’était facile, il y a longtemps que l’idée de Sakharov serait autre chose qu’une conjecture. Après 53 ans d’efforts il semble que l’on ait enfin mis la main sur quelque chose. Une étude publiée le 15 avril dernier dans la revue Nature et dont la presse française s’est fait l’écho, suggère que les neutrinos et les antineutrinos ne sont pas exactement symétriques. Pile ce que Sakharov avait proposé comme solution.

Bien sûr, on est prudent. Il faudra attendre des expériences ultérieures pour confirmer ce résultat. Vue l’envergure des détecteurs nécessaires pour accroitre la précision des mesures, 500 millions de litres d’eau ultrapure à 600 mètres de profondeur, ce n’est pas pour l’année prochaine mais plutôt pour la décennie prochaine.

 

 

Pour conclure

Le Big Bang reçoit un bon accueil de la part de certains croyants tandis qu’il en gêne d’autres[3]. Ces derniers sont chiffonnés par les milliards d’années qui viennent avec, ou bien par une impression que « la science » pourrait expliquer l’origine de l’univers. Le problème de l’asymétrie baryonique revient ainsi souvent sur la table quand il s’agit de tirer sur le Big Bang.

Je ne pense pas qu’une explication scientifique, quelle qu’elle soit, devrait menacer la foi. Ce n’est pas parce que l’on comprend quelque chose que Dieu n’y est pour rien. Selon Jésus c’est Dieu qui nourrit les oiseaux (Matthieu 6.26) devenant ainsi l’auteur de quelque chose de tout à fait compris.

Imaginons maintenant que les expériences futures confirment le résultat en 2030. C’est bien probable car le résultat actuel est déjà sûr à 99,7% (« 3-sigma »). Le problème de l’asymétrie baryonique n’en serait plus un. Il resterait alors 3 options à ceux à qui le Big Bang donne de l’urticaire,

  1. Admettre les faits.
  2. Voir leur foi vaciller.
  3. Entrer en résistance. Niez les faits, comme certains le font déjà pour la formation des étoiles, l’âge de l’univers, etc, etc, etc.

La première option serait celle de l’humilité.

La seconde serait regrettable car elle constituerait un suicide spirituel vraiment inutile.

La troisième ne contribuerait qu’à ridiculiser le Christianisme.

 

 

 


Notes

[1] En préambule je recommande la lecture de Il est tout à fait normal que l’univers du Big Bang pose des questions.

[2] Cette histoire de symétries est profonde et complexe, et je ne peux entrer ici dans les détails. La matière et l’antimatière sont identiques par certains aspects et opposées par d’autres. L’article Wikipedia sur le sujet raconte cela très bien.

[3] C’est aussi un sujet chaud chez les athées militants.

Antoine BRET
Antoine est physicien chercheur et enseigne à l’Université Castilla-La Mancha près de Madrid. Auteur ou co-auteur de plus de 100 articles dans des revues à comité de lecture, il est régulièrement « chercheur invité » au département d’astrophysique de l’université de Harvard. Il a également travaillé pour une église évangélique française pendant 8 ans et a été pasteur à Madrid pendant une année.

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