Introduction
Dans le modèle cosmologique standard (big bang) on interprète le phénomène de la fuite des galaxies et du décalage spectral « cosmologique » par une « expansion » de l’univers. L’espace se serait dilaté depuis le big bang jusqu’à nos jours et continuerait de la faire. On perçoit le caractère physique mystérieux d’un espace (un vide supposé être le contenant des objets physiques) se dilatant dans le temps.
Objet de l’équation d’Einstein
La solution donnée par l’équation d’Einstein n’est pas un espace et un temps mais un espace-temps qui est une entité plus synthétique et le seul à posséder un caractère physique [1], dont l’espace et le temps ne sont que des « ombres » comme l’avait stipulé Minkowski. Donc il faut considérer une phénoménologie (physique) en terme d’espace-temps.
Le but de l’équation d’Einstein est de décrire la dynamique d’un système « gravitationnel » (où seule l’interaction gravitationnelle est prise en compte), autrement dit de déterminer les géodésiques de cette matière énergie, à la fois source de l’interaction et la subissant, en suivant la courbure (couplage) de l’espace-temps qu’elle a généré.
Implications
De ceci il ressort que ces géodésiques sont des éléments internes à l’espace-temps ainsi déterminé. Le fait qu’elles « divergent » dans une direction est une propriété interne à l’espace-temps.
L’expansion supposée de l’espace
On caractérise souvent cette « divergence » en utilisant un feuilletage particulier (mais arbitraire, en suivant, en général, la métrique de Robertson-Walker) ) de l’espace-temps en espace et temps, en soulignant que les sections d’espace se « dilatent » en fonction du temps « cosmologique » (temps issu de la métrique de Robertson-Walker) et que ce serait cette dilatation qui provoquerait la divergence des géodésiques.
La confusion
Mais ce ce constat, sur des notions de temps et d’espace, à caractère non physique, est arbitraire et donc non physique [2].
Car si cette divergence de géodésiques est généralement interprétée comme due à une expansion de l’espace, c’est une interprétation newtonienne où on attribue à l’espace un caractère physique, un « contenant fixe » comme en mécanique newtonienne: les géodésiques seraient contenues dans cet espace « fixe » (résultant d’un feuilletage particulier).
L’espace ainsi défini est de nature mathématique et non physique
Ceci n’est pas le cas, cet espace est une entité mathématique purement formelle permettant de décrire la géométrie des géodésiques mais n’a aucun caractère de « contenant » ce qui lui conférerait un caractère physique comme en mécanique newtonienne.
Par contre les géodésiques lignes d’univers d’espace-temps sont physiques et ne confondons pas les outils formels pour décrire une entité physique avec cette entité.
Le big bang est-il la création de l’univers?
Ce point a été commenté dans une autre page, mais rappelons que comme J. Peebles la souligné, cette interprétation d’un événement connotant un lieu et un temps est sujette à caution et que, comme c’est développé dans mon livre, en suivant l’approche existentialiste, il vaut mieux parler de l’existence (et de la nôtre en conséquence) de l’univers que de sa création.
Cette notion d’existence au lieu de création est d’ailleurs conforté par la représentation mathématique de l’espace-temps, par une variété en relativité générale, objet mathématique qui n’a ni présent, ni passé, ni futur qui n’a pas besoin d’être inclus dans une structure plus vaste et qui contient tous les éléments nécessaires à sa description.
Le seul problème qu’on peut se poser est alors celui de l’existence de l’espace-temps, car il n’a pas besoin de prédécesseur pour exister, il n’a pas « d’acte de naissance » dans l’espace et le temps car il est « bien plus » que l’espace et le temps qui, au mieux, ne sont que des ombres de lui-même!
On voit mal comment il pourrait dépendre et être inclus dans des entités que lui- même inclut et définit: les notions de présent, passé, futur, d’espace et de temps sont des paramètres internes à la variété (l’espace-temps).
Notes
[1] Il a un caractère universel, tous les observateurs, quels qu’ils soient s’accorderont sur les paramètres scalaires quadridimensionnels (comme le scalaire de Ricci, par exemple) de cet espace-temps (covariance). Ceci n’est pas le cas des paramètres de temps et d’espace dont la valeur dépend du feuilletage de l’espace-temps en espace et temps réalisé.
[2] La notion de congruence de géodésiques semble plus adaptée