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Le secret fondamental de l’univers en état stable : pourquoi a-t-il suscité un débat houleux en astronomie au XXe siècle ?
Depuis le début du 20e siècle, la cosmologie est en proie à de nombreuses controverses et débats, notamment en ce qui concerne l’origine et l’évolution de l’univers. Parmi elles, l’opposition entre la « théorie de l’état stationnaire » et la « théorie du Big Bang » est devenue l’objet d’un débat dramatique au sein de la communauté scientifique. La théorie de l'état stationnaire stipule que tandis que l'univers continue de s'étendre, la densité de matière interstellaire reste constante, maintenant ce phénomène grâce à la création continue de matière. Cette idée est à l’origine de ce que l’on appelle le « principe cosmologique parfait », l’idée selon laquelle l’univers a la même apparence et la même structure à tout moment et en tout lieu.
« La théorie de l’état stationnaire stipule que l’univers n’a ni début ni fin, une théorie qui a suscité un débat scientifique intense au XXe siècle. »
Le débat théorique remonte aux années 1940 à 1960, lorsqu'un groupe de scientifiques comprenant Hermann Bondi, Thomas Gold et Fred Hoyle étaient actifs dans ce domaine. Le raisonnement des scientifiques visait à démontrer que même si l’univers est en expansion, son apparence générale et sa structure restent inchangées. Cela signifie que la composition et les propriétés de l’univers sont permanentes et immuables. Cependant, cette théorie a progressivement perdu des partisans face aux défis posés par les données d’observation.
À partir des observations d’Edwin Hubble sur l’expansion de l’univers, la communauté astronomique a progressivement réalisé que l’univers n’était pas statique. La théorie du Big Bang, proposée pour la première fois par Georges Lemaître, stipule que l'univers a un âge fini et a formé la structure que nous observons aujourd'hui par refroidissement, expansion et effondrement gravitationnel. Parallèlement, la théorie de l’état stationnaire affirme que l’univers est relativement statique et qu’il faut créer continuellement de la matière pour maintenir une densité constante. Cette hypothèse a rencontré de nombreuses difficultés lors des observations ultérieures.
« Les observations des années 1950 et 1960 ont montré que l'apparence et la structure de l'univers ont changé au fil du temps, ce qui a grandement remis en cause la théorie de l'état stationnaire. »
Pendant cette période, des études statistiques sur les sources radio ont montré que les sources radio lumineuses (telles que les quasars et les radiogalaxies) sont concentrées dans l'Univers lointain, un phénomène qui contraste fortement avec les prédictions de la théorie de l'état stationnaire. La théorie de l'état stationnaire prédit que ces objets sont omniprésents dans tout l'univers, y compris dans notre propre galaxie, la Voie lactée. Cependant, des observations réelles ont montré que ces objets existent presque exclusivement dans l'univers profond. En 1961, des tests statistiques basés sur des enquêtes auprès de sources radio ont fourni des preuves solides contre le modèle à l’état stationnaire.
Un autre défi consiste à explorer le fond des rayons X. En 1959, Gold et Hoyle ont proposé que la nouvelle matière créée serait inévitablement concentrée dans certaines régions de l’univers où la densité était supérieure à la densité moyenne de l’univers. Cependant, des études ultérieures ont montré que le rayonnement thermique parasite produit dans ce cas dépasserait la quantité observée de rayons X, ce qui poserait des problèmes aux modèles cosmologiques à l'état stable dans la formation de structures à grande échelle.
« La découverte du rayonnement de fond cosmologique micro-onde en 1964 a confirmé la validité de la théorie du Big Bang et a posé un sérieux défi à la théorie de l'état stationnaire. »
Avec la découverte du rayonnement de fond cosmologique, la théorie de l'état stationnaire a été obligée de fournir une explication, mais cette explication ne pouvait raisonnablement pas expliquer l'uniformité et les caractéristiques observées du spectre du corps noir. En 1972, le célèbre physicien Steven Weinberg a souligné : « Le modèle de l'état stationnaire ne correspond évidemment pas aux données d'observation. C'est indéniable. » Au fur et à mesure que les preuves s'accumulaient, la théorie de l'univers stationnaire a été progressivement acceptée par la communauté scientifique. rejeté , tandis que la théorie du Big Bang est largement acceptée comme le meilleur modèle pour expliquer l’origine de l’univers.
Dans les années 1990, Hoyle et d'autres chercheurs ont proposé un nouveau modèle d'« univers quasi stationnaire », qui tentait de conserver dans une certaine mesure le concept de base de l'univers stationnaire, mais l'accent était mis sur le processus de création. qui est apparu au fil du temps. , a proposé le concept d'une série de petits événements de création. Malgré cela, ce nouveau modèle a également été remis en question et contesté par les cosmologistes traditionnels, montrant la fragilité de la théorie de l’état stationnaire dans l’astronomie contemporaine.
Dans l'ensemble, bien que la théorie de l'état stationnaire ait suscité un débat houleux au XXe siècle, avec les progrès de la technologie d'observation, cette théorie a été progressivement renversée par les preuves. De nombreux scientifiques conviennent que l'univers a subi une transition d'une haute densité à une faible densité. densité. processus d'évolution. La cosmologie du futur pourrait s’appuyer sur la manière d’expliquer et d’intégrer des idées similaires au modèle de l’état stationnaire et de mener une réflexion plus approfondie sur la nature de l’évolution cosmique. Dans ce processus, nous devrions peut-être réfléchir à la question suivante : comment le véritable processus d’évolution de l’univers a-t-il vu le jour ?
