L’Hypothèse généralement acceptée selon laquelle l’univers que nous connaissons serait né de rien après une explosion dite Bang Bang ne précise pas la suite de ce processus.
L’Univers se dilatéra-t-il à l’infini avec augmentation de son entropie, autrement dit de son désordre, du fait de la création continue de nouvelles formes de matière de plus en plus dispersées, étoiles et galaxies notamment?
Au contraire, après une phase de dilation, l’univers se condensera-t-il à nouveau pour retrouver sa forme initiale, autrement son absence de matière organisée (Big Crunch) – jusqu’à éventuellement repartir dans un nouveau cycle (Big Bang cyclique), le tout indéfiniment ?
Il y a quelques années, le cosmologiste théoricien Paul Steinhardt a revu ces questions avec sa collègue Anna Ijjas. A la suite de leurs travaux (nous simplifions) les deux chercheurs ont publié un article sur arXiv faisant intervenir un champ scalaire. Nous en reprenons ci-dessous la présentation
https://arxiv.org/abs/2108.07101
Rappelons qu’un champ scalaire est une fonction de plusieurs variables qui associe un seul nombre (ou scalaire) à chaque point de l’espace. Les champs scalaires sont utilisés en physique pour représenter les variations spatiales de grandeurs scalaires. comme celui du boson de Higgs, et des équations gouvernant une interaction entre ce champ et l’expansion du cosmos observable. Ce champ scalaire, parfois dit de quintessence, peut servir à décrire la nature de l’énergie noire et il autorise l’accélération de l’expansion du cosmos à se changer en décélération avec contraction.
Article
Submitted on 16 Aug 2021 (v1), last revised 6 May 2022 (this version, v2)]
Entropy, Black holes, and the New Cyclic Universe
Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt
We track the evolution of entropy and black holes in a cyclic universe that undergoes repeated intervals of expansion followed by slow contraction and a smooth (non-singular) bounce. In this kind of cyclic scenario, there is no big crunch and no chaotic mixmaster behavior. We explain why the entropy following each bounce is naturally partitioned into near-maximal entropy in the matter-radiation sector and near-minimal in the gravitational sector, satisfying the Weyl curvature conditions conjectured to be essential for a cosmology consistent with observations. As a result, this kind of cyclic universe can undergo an unbounded number of cycles in the past and/or the future.
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