MON BLOG DE REFLEXIONS: Au commencement du temps 3-10) L'instant zéro...avant le big bang(?)

Au commencement du temps 3-10) avant le big bang.

Dans ces articles, je voudrais approfondir ma réflexion sur "le visage de Dieu" écrit par les frère Bogdanov et celle de mon article dans mon blog de reflexions à travers le livre de Igor et Grichka Bogdanov: "Au commencement du temps".

Ils me permettent de faire un saut dans l'histoire via les blogs et le articles que je déniche sur la toile, d'affiner mes connaissance sur la science et la recherche de l'Origine. Je trouve plaisir et jubilation à partager.

Mes articles déjà parus dans cette rubrique:

Le visage de Dieu.

Au commencement du temps 1) introduction

Au commencement du temps 2) En voiture vers l'origine (le graal de la physique)

Au commencement du temps 3-1) 2009-1979 le film du temps vu à l'envers: pour commencer le voyage, un rocher sur le ligne d'Univers étape 1.
Au-commencement du temps 3-2) 1979-1830 le film de l'univers vu à l'envers - étape 2
Au commencement du temps 3-3) Des figuiers Romains au Trocadéro: étape 3
Au commencement du temps -3-4) dans l'abime du temps (-15000 à -65 millions-d-années)
Au commencement du temps 3-5) des araignées géantes sur la colline de chaillot (-80 à 500 millions d'années)Au commencement du temps 3-6) paris au fond de l'océan (530 millions à 3,5 milliards d'années)

Au commencement du temps 3-7) vers la toute première lumière (5 milliards à 3,7 milliards d'années)
Au commencement du temps3-8) la première seconde de l'univers après-le-big-bang

Au commencement du temps 3-9) l'étincelle du big bang 10-puiss-43-secondes après le big bang

1) Fin de l'article précédent "l'étincelle du Big Bang:
Arrivés à ce point ultime de notre voyage à l'envers, vers le commencement du temps, la structure de l'Univers est devenue indissociable des grandes structures algébriques. Les brisures successives de symétries qui se sont produites suite à cet instant unique, le Big Bang, ont engendré la complexité et l'apparition des quatre forces distinctes les unes des autres et plus tard, l'apparition des particules différentes à la base de la matière. Ce qui compte, c'est qu'au moment même du Big Bang, alors que que les quatre forces distinctes n'existent pas encore et encore moins les particules de matière, il y a déjà des êtres mathématiques à l'oeuvre. Un peu comme la matrice qu'est le code génétique et qui permet à la cellule primordiale à l'origine d'un être vivant de se différencier.
Dans ce passé insondable, ces êtres portaient en germe, sans en déterminer la réalisation exacte les contours flous, totalement incertains d'une colline (celle du Trocadéro dont nous sommes partis) et la présence d'êtres vivants et intelligents (les êtres humains), capables de fabriquer des choses (les voitures garées devant les cafés).

C'est l'ultime étape de notre voyage, mais nous allons maintenant, toujours en compagnie des frères Bogdanov, tenter de voir mieux ce que pourrait être ce "code" qui semble guider l'évolution de l'Univers et de sauter le pas vers l'impensable et le tabou suprême: L' INSTANT ZERO ET...AVANT LE BIG BANG.

2) "Sous" l'instant de Planck.

Théorie : Mur de Planck & Instant Zéro par Cyhd

cerimes.fr comédien: qu'y-a-t-il-ou-qui-est-il-derriere-le-mur-de-planck

http://sortirduchaos.wordpress.com

Le moment est venu de franchir le fameux mur de Planck. Nous ne sommes plus dans le cadre d'hypothèses communément admise et pénétrons dans un monde totalement ignoré et pour certains, inconnaissable à jamais, voire zone interdite. Ici plus que dans mes autres articles c'est ma "lecture" et ma façon d'interpréter le récit des frères Bogdanov que j'essaye d'exprimer en notant en même temps les liens vers les blogs et les informations que je rencontre sur internet.
"La seule façon de se frayer un chemin dans ce mystérieux dédale consiste à en éclairer les coins les plus sombres par les mathématiques..." A partir de la "théorie des groupes quantiques", formalisée dans les années 1980, les deux frères ont démontré un nouveau théorème algébrique, que nous découvrirons progressivement dans la suite de cet article, et qui leur semble le mieux adapté à la description du monde quantique et subquantique. Il a un sens physique au-delà de ses aspects purement formels et permet d'entrevoir certains phénomènes qui ont dû (?) exister avant le Big Bang. La "carte" de cet Univers primordial repose uniquement sur des fragments de connaissance nouvelles et des bribes d'intuition arrachées à des abîmes d'ignorance.

Le "passage" du mur de Planck peut être comparé à l'horizon invisible (?) d'un trou noir. Plongeons y. Instantanément nous basculons dans ce monde totalement étranger où l'espace et le temps sont devenus curieusement élastiques, déformables à l'infini. Il n'y a plus ni "haut", ni "bas", plus de "droite" ni de "gauche". Impossible de savoir d'où nous venons ni où nous allons. Comme tous les êtres quantiques, à la fois partout et nulle part, nous ne sommes plus qu'une "probabilité de présence" dans les lieux cet étrange Univers. Le temps a cessé d'exister sous sa forme habituelle. Pourquoi? Deux phénomènes se conjuguent et peuvent expliquer ce arrêt.

D'abord, l'énorme courbure qui règne à cette échelle exerce une force titanesque qui plie et replie l'Univers des milliards de fois sur lui-même, jusqu'à le réduire en une particule élémentaire. Or, la force de gravitation déforme également le temps. Dans des conditions pas trop extrêmes (hormis le cas des trous noirs ou celui du Big Bang), elle agit sur le temps, mais celui-ci reste sur une droite, l'axe temporel

, le temps linéaire que l'on connait dans ce monde. Mais on peut imaginer que l'immense force de gravitation qui règne à l'âge de Planck finit par faire basculer cette droite qui pivote alors de 90° dans le plan complexe. Elle devient non plus réelle, mais imaginaire pure. C'est ce qui a pu se passer pour le temps, avant le Big Bang.

Le deuxième phénomène est dû à l'incertitude quantique. Rien ne peut échapper aux fluctuations quantiques qui dominent alors la réalité. A l'échelle de Planck, le temps est sans doute déformable, fluctuant. Il pourrait "hésiter" entre sa forme réelle, que nous connaissons et une forme inconnue dans notre monde, la forme "imaginaire".

Essayons d'en faire une représentation en partant du plan complexe:

La droite du temps imaginaire est perpendiculaire à celle du temps réel, ici horizontale dans le plan complexe. Si nous revenons à l'exemple d'un sablier, lorsque le fiole de verre est en position verticale (inverse de l'exemple précédent où l'axe du temps est représenté en horizontale), le sable s'écoule du haut vers le bas et on peut mesurer le temps qui passe. En revanche, lorsqu'on place le sablier en position horizontale, le sable ne coule plus: on ne mesure plus du temps, mais de l'espace, la distance qui sépare les grains de sable entre eux. Le sable reste immobile dans l'espace. Que se passe-t-il entre ces deux droites, dans le plan que nous voulons représenter par cette image du plan complexe? Au gré des perturbations quantiques, il sera impossible de mesurer le temps de manière fiable. Le temps et l'espace vont se mélanger pour donner...une forme de temps inconnue dans la vie de tous les jours, le temps complexe (vision sujette à discussions dont le journal du druide donne un exemple).Et c'est ce temps complexe résultant de la superposition (ou de l'intrication) "quantique" du temps réel et du temps imaginaire qui caractérise le temps avant le Big Bang dans l'hypothèse des frères Bogdanov.
Synthèse de cette hypothèse sur cet "instant" qui s'est "traduit "par le Big Bang?
Il s'agit bien sûr d'une hypothèse, mais celle-ci n'est pas arbitraire. Elle découle des hypothèses mathématiques faites, à partir des groupes quantiques.
Le temps réel forme avec l'espace, l'espace-temps, notion très élaborée dans la théorie de la relativité générale. Pour mesurer les distances dans cet espace, on se sert d'un outil mathématique qu'on appelle la métrique, grâce à laquelle nous pouvons nous repérer, prendre des rendez-vous etc. Dans notre monde, un évènement est déterminé par ses trois coordonnées d'espace ainsi que par la coordonnée de temps (l'heure fixée pour le rendez-vous par exemple). Comment distinguer l'espace du temps? Sur la base des travaux d'Henri Poincaré (En 1907, Minkowski réalise que le travail de Hendrik Antoon Lorentz et Einstein pourrait être mieux compris dans un espace plat, déjà introduit par Henri Poincaré en 1905², et doté d'une pseudo-métrique), Herman Minkowski est parvenu a cette solution dans notre monde quotidien: Il a placé trois signes "+" devant les coordonnées d'espace et un signe "-" devant la coordonnée temporelle. C'est ce qu'on appelle la "signature" de la métrique d'espace-temps. Celle du monde dans lequel nous vivons est lorentzienne, de la forme +++-, traduite aussi par:

En notant $\mu,\nu\,$ des indices d'espace-temps à 4 dimensions la métrique de Minkowski s'écrit, avec la signature $(-;+;+;+)$ :

$\eta_{\mu \nu} \equiv \begin{bmatrix} -1 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1\end{bmatrix} \$

ou bien sous forme différentielle

${\rm d}s^2 = \eta_{\mu \nu} {\rm d}x^\mu{\rm d}x^\nu=-c^2{\rm d}t^2+{\rm d}x^2+{\rm d}y^2+{\rm d}z^2 \,$
Comment représenter le temps imaginaire dans cette métrique? Simplement en le faisant précéder non pas du signe "-", qui représente le temps réel, mais du signe "+". Dans ce cas, la métrique devient "euclidienne" et prend la forme ++++. Pour passer au temps complexe, somme du temps et de temps imaginaire, on peut le représenter par un mélange, une "superposition" entre la signe + et le signe +, avec une signature pouvant se mettre sous la forme +++ +/-.
De plus, cette idée d'un temps complexe permet d'exprimer ce que nous avons dit plus haut: avant le Big Bang il n'est plus possible de se repérer dans le temps. C'est en fait ce qui se produit dans le temps complexe. Cela résulte d'une particularité mathématique des nombres complexes: il n'est pas possible de les ordonner (voir Relation_d'ordre). Autrement dit, dans le temps complexe, il n'existe pas de notions telles que "avant" ou "après". Le cours des évènements peut se figer brusquement, puis puis faire machine arrière. Il n'existe plus de succession linéaire et ordonnée du passé vers l'avenir, donc pas de flèche du temps telle qu'Ilya Prigogine peut la décrire pour le monde que nous connaissons après le Big Bang.
Lorsqu'au cours des fluctuations, le temps est imaginaire, il n'est donc plus possible de le mesurer. Passé, présent et avenir sont indiscernables. Une seule chose est mesurable: l'espace (entre chaque grain de sable). En faisant basculer le sablier, nous avons transformé une mesure de temps en une mesure d'espace. On est ramené à une définition intuitive du temps imaginaire: un dimension d'espace. Dans l'espace-temps, le temps imaginaire devient ainsi une quatrième dimension d'espace.
Conclusion de ce paragraphe.
A l'échelle de Planck, et "sous" l'instant de Planck (comme nous l'avons appelé), dans le sablier que nous avons imagé, le sable s'écoule par à-coups, de manière discontinue (il coule, s'immobilise à l'horizontale, puis à l'envers, avant de se figer à nouveau. Il fluctue entre la direction réelle et la direction imaginaire de façon aléatoire (?).

2) Toujours plus "loin" dans les ténèbres de l'Univers avant le Big Bang.

Supercordes par cyprienn

2-1) La progression devient de plus en plus difficile dans les "fluctuations quantiques", cette sorte de tempête phénoménale, chaos de l'aube des temps, qui déforme et brise les uns après les autres les fondements de la réalité. Cette terrifiante tempête quantique souffle sans fin sur l'Univers naissant et le brise en écume quantique, selon une expression de Jonh Wheeler ou en mousse quantique selon ce beau texte de Jean Pierre Luminet.

Il n'existe encore aucune particule de matière, plus de photons, plus de quarks...Que va-t-on trouver? On rencontrera peut-être ces objets qu'on appellera des supercordes. On ne parle plus de particules ponctuelles, mais à leur place ce sont peut-être de minuscules filaments qui, par leurs incessantes vibrations pourraient engendrer le matière. Mais ces cordes, si elles existent se limitent au mur de Planck lui-même. On ne les trouve pas "en-dessous" et elles ne peuvent avoir des longueurs inférieures à 10^-33cm. L'idée est que dans de pré-Univers étrangement simple, les seules "choses" qui restent, ce sont les constituants fondamentaux qui structurent l'espace et le temps: la métrique, sans laquelle on ne peut plus se repérer. Dans l'hypothèse admise ici, on est conduit à deux types de métrique, comme nous l'avons vu au chapitre précédent. D'abord la "métrique lorentzienne", qui comporte trois directions d'espace et une coordonnée de temps. C'est celle de notre monde, celle de la vie de tous les jours. Mais les calculs incitent à penser qu'il existe une autre métrique, la "métrique euclidienne" où la coordonnée de temps réel, celle qui permet de fixer l'heure des rendez-vous a été remplacée par une coordonnée de temps imaginaire. Ces deux familles de métrique pourraient être étroitement associées à des configurations élémentaires que les physiciens appellent , pour le temps réel des monopôles, et pour le temps imaginaire, des instantons (Les instantons ont été introduits par Gerard 't Hooft dans les années 70).

monopôle magnétique

2-2) D'abord, dans la métrique de notre espace-temps: on peut suggérer qu'elle correspond à l'hypothétique monopôle qui peut être visualisé comme une sorte d'aimant, mais ponctuel, avec un seul pôle: Les monopôles magnétiques sont d’hypothétiques charges magnétiques introduites une première fois en physique en 1931 par l’un des géants de la physique du XX^ième siècle, Paul Dirac. Celui-ci s’était interrogé sur une curieuse dissymétrie dans la nature. Alors qu’il existait des charges électriques élémentaires positives et négatives, donc des monopôles électriques, on ne rencontre ordinairement dans la nature que des dipôles magnétiques, comme les aimants. Ne pouvait-il pas exister des pôles magnétiques séparés, des monopôles magnétiques ?
Des années plus tard,cette idée allait être généralisée dans le cadre des théories de Grande Unification et de leurs extensions dans l'état supersymétrique qui était peut-être celui de l'Univers au moment du Big Bang. Des monopôles "gravitationnels", soumis à une gravité extrême, pourraient y exister et devenir très importants comme semblent le penser des astrophysiciens comme Thibaut d'Amour et Pierre Fayet, l'un des fondateurs de la supersymétrie.
S'ils existent et même s'ils sont minuscules, ces monopôles occupent un volume et ont trois dimensions d'espace et ils existent dans le temps réel, le même que celui de notre monde. La signature de leur métrique correspond à celle de l'espace-temps habituel: +++-. On peut se les représenter un peu comme des bulles de savon teintées (de couleur bleue?) et qui pourraient gonfler à mesure que le temps passe. En 1995, Curum Vafa et Andrew Strominger, des proches de Lubos Motl et qui ont souvent discuté avec lui de l'espace-temps avant le Big Bang, ont montré que certains problèmes non résolus (comme celui de l'entropie, c'est à dire du désordre, des trous noirs), trouvaient une solution grâce à ces monopôles. Trous noirs et longueur de Planck présentent en effet de fortes analogies.

2-3) Deuxième possibilité, les instantons gravitationnels, dans le temps imaginaire.

image d'un instanton gravitationnel?

Ces étranges configurations ont été suggérées par de nombreux physiciens. Le mot très évocateur instanton a été forgé en 1995 par Gerard't Hooft. Comme les monopôles, ils sont dotés des trois dimensions spatiales habituelles, mais ils n'existent que dans le temps imaginaire. Au lieu d'être étalés dans le temps, ils sont ponctuels. Si nous parvenions à nous introduire dans ce monde, ils apparaîtraient sans doute comme des sphères fixes, absolument statiques, un peu comme des boules de cristal parcourues de couleurs bleues. Bien sûr, leur signature est euclidienne et de la forme ++++. Quelle est la réalité de ces objets qui n'apparaissent qu'un instant avant de s'évanouir dans un ailleurs inaccessible? Contiennent-t-ils comme l'a suggéré Hooft du temps "gelé"? D'autre physiciens de renom on tenté de les décrire comme Sidney Coleman ou les ont rendu très populaires dans les cercles savants et même au-delà comme Sephen Hawking et l'instanton de Hawking Turok voir à la fin de cet article la théorie de l'instanton. Les instantons sont donc du plus haut intérêt pour deux raisons. D'abord, ils "vivent" dans le temps imaginaire pur et ensuite, au lieu de porter une énergie comme les monopôles, ils portent une "charge topologique", c'est à dire de l'information.
charge topologique.

Dans cet Univers d'avant le Big Bang,il n'existe plus que deux types de "particules": les monopôles et les instantons. ce sont eux les premiers habitants de l'Univers avant le Big Bang, les premier "Parisiens".

3) Récapitulation et conclusion: comment peut imaginer le Big bang?

Le temps fluctue à l'échelle de Planck entre la direction réelle et la direction imaginaire. Les monopôles et les instantons se couplent et se découplent, les deux familles se transforment l'une dans l'autre à un rythme frénétique, mais chacune a son territoire. Au voisinage de la longueur de Planck, immédiatement avant et après le Big Bang, ce sont les monopôles qui dominent, les instantons sont encore rares et n'apparaissent qu'avec de fortes fluctuations quantiques, qui détruisent l'enveloppe du cône de lumière de l'espace-temps.

Puis peu à peu, à mesure qu'on s'enfonce vers la singularité initiale, leur nombre augmente. A mi-chemin (ce mot a certes peu de sens, mais l'échelle nous est fournie par les populations respectives d'instantons et de monopôles), il y a autant d'instantons que de monopôles. Les particules (monopôles) se transforment en pseudo-particules (c'est le nom qu'a donné le physicien russe Alexander Polyakov en 1975 aux instantons).
Ces transformations illustrent les fluctuations de la quatrième coordonnée de l'espace-temps, (le temps), mais elles expriment aussi la transition d'une configuration portant de l'énergie (les monopôles) vers une configuration portant de l'information (les instantons).

Poursuivons notre descente. Nous parvenons finalement à une région où les terribles remous quantiques se sont calmés. Autour de nous, tout est d'un grand calme, silencieux, d'une immobilité presque glacée. Il n'y a pratiquement plus de monopôles, rien que des instantons dont le rayon décroît à mesure qu'on se rapproche de la singularité initiale. Notre voyage touche à sa fin. Nous sommes en bas du cône de lumière dont les contours s'estompent. Nous "voyons" à présent la nappe lumineuse, inouïe de la singularité initiale de l'espace-temps.
(On peut sans doute se poser la question: est-ce que le voyage que nous venons de faire serait similaire si on pénétrait dans un trou noir?).

Maintenant, qu'allons-nous trouver la-bas? Quel est le fantastique secret du commencement? Nous allons le découvrir dans l'article suivant "Au commencement du temps 3-11) l'instant zéro.

Complément à cet article:

La théorie de l'instanton

A la différence du Big Bang classique qui débute par une singularité (représenté dans un diagramme d'espace-temps comme un cône se terminant en pointe), dans la théorie de l'Instanton, la base du cône prend une forme parabolique. La différence entre l'espace et le temps diminue et ce dernier prend graduellement les propriétés de l'espace. Finalement l'espace se contracte en un point et fini par disparaître. Avantage, les lois de la nature conservent leur validité jusqu'à l'instant de la création de l'Univers. Document Simon Balm.

Ainsi que nous l'avons vu en cosmologie à propos de la structure de l'univers, les observations tentent à prouver que la matière contenue dans l'univers est insuffisante pour provoquer son effondrement à long terme.

En 1995, Neil Turok et son équipe proposèrent une solution dans laquelle l'univers inflationnaire était ouvert. "A l'image d'une bulle d'eau bouillante qui gonfle explique Turok, la bulle quantique qui donna naissance à notre univers contenait en elle-même tout le futur de la bulle. Etant donné que la bulle deviendra infiniment étendue dans le futur, la taille de l'univers actuel est aujourd'hui infini".

Bien que Turok ne puisse pas expliquer ce qui s'est produit avant l'inflation, son modèle intéressa Hawking. De leur collaboration naquit la théorie de l'Instanton de Hawking-Turok. Leur modèle suggère que l'Univers s'est créé spontanément à partir de rien, plus exactement à partir de minuscules particules baptisées "instanton" soumises à un phénomène inflationnaire. Les anglo-saxons ont surnommé ces nouvelles particules les "poids" (pea), surnom qui est aujourd'hui popularisé.

Un instanton est un phénomène quantique plus exotique que tout ce que vous pouvez imaginer. C'est une particule théorique correspondant à une sorte de "torsion de la matière et de l'espace-temps". Elle n'a jamais été découverte et n'existe que dans les équations.

Son nom suggère par ailleurs qu'elle ne vit qu'un instant. Cette particule est bien sûr beaucoup plus petite qu'un petit poids mais sa densité extrêmement élevée représente selon les physiciens une masse à peu près équivalente à celle d'un petit poids !

La principale propriété de cet instanton est de se transformer de lui-même en un univers ouvert, inflationnaire... Turok nous donne une autre image de la théorie Hawking-Turok : "Imaginez dit-il, l'inflation comme étant la dynamite qui a produit le Big Bang. Notre instanton est une sorte de fusible automatique qui déclenche l'inflation. Pour obtenir notre instanton, nous devons réunir la gravité, la matière, l'espace et le temps. Retirez un ingrédient, et notre instanton n'existe plus. Mais si vous disposez d'un instanton, il se transformera instantanement en un univers inflationnaire, infini."

L'inflation de l'univers est un concept quantique. Elle s'expliquerait en raison de l'amplitude de plus en plus grande des fluctuations d'énergie potentielle des champs scalaires. Passé un certain seuil d'instabilité, l'expansion de l'Univers se serait déclenchée. Document A.Linde

Dans son principe, l'idée présentée par Hawking et Turok consiste à dire que l'Univers est virtuellement né de rien et que l'instanton consiste en un minuscule objet créant et contenant à la fois sa propre gravité et son propre espace-temps, mais il n'existe rien "avant" l'instanton. Hawking et Turok pensent que l'existence de cet objet hypothétique et la suite des actions qui en découle ont produit le Big Bang - s'il y en a eu un - et l'univers dans le lequel nous vivons aujourd'hui.

forums.futura-sciences la théorie des instantons

1) liens relevés en rédigeant cet article:
blog-aton.fr.over-blog.fr -blog -ce blog évoque le pré-big bang

bogdanov: thèse des frères bogdanov (.pdf)

futura-sciences.com -fuctuations-signature-de-metrique-kms-mq-origine-de-l-espace-temps-bogdanov

cosmobranche.free.fr kewego.fr/video -le visage de dieu