🍽️ 👵🏾 ⤴️ Demandez à Ethan n ° 113: les scientifiques sont-ils prêts à mettre leur vie en jeu pour le bien de la théorie? 🔂 👨‍👩‍👧 ☢️

Parmi les devoirs d'un expert qui souhaite transmettre à l'humanité sa passion et ses connaissances dans un domaine spécifique, il y a un besoin de dialogue avec un public diversifié. Parfois, cette diversité pose des problèmes au public lui-même. Parmi les questions et suggestions, j'ai trouvé la requête suivante de Chris Shaw:

Si quelqu'un vous demande, et vous devez répondre honnêtement, direz-vous que l'expansion de l'univers à partir d'un état chaud et dense n'est pas seulement une théorie, mais un fait réel? Si vous deviez mettre votre vie en jeu, que diriez-vous?

Il existe de nombreuses nuances importantes dans ce domaine, alors commençons par l'une d'entre elles: le Big Bang.

Contrairement à ce que vous avez pu entendre, la théorie du Big Bang ne postule pas la présence obligatoire de la singularité avec laquelle l'univers a commencé. Elle dit que l'univers a commencé avec un état chaud, dense et en expansion, et s'est depuis refroidi. Le rôle dans la construction de cette théorie a été joué par une observation clé et un développement théorique:

• Il a été noté que les nébuleuses spirales, dans lesquelles les galaxies individuelles étaient reconnues dans les années 1920, se déplacent à grande vitesse de nous, et que plus elles sont éloignées de nous, plus vite ils s'éloignent en moyenne de nous.
• À peu près à la même époque, il a été découvert que la théorie générale de la relativité d'Einstein, vérifiée en 1919 en observant la courbure de la lumière des étoiles par gravité pendant une éclipse solaire totale, interdit l'existence d'un univers statique et que le tissu de l'espace doit s'étendre ou se contracter au fil du temps.

En comparant l'observation avec la prédiction de la théorie la meilleure et la plus réussie, les scientifiques ont tiré la conclusion inévitable: le tissu de l'Univers est en expansion, et la raison de la fuite visible des galaxies est que la lumière provenant de sources éloignées est étirée en raison de l'expansion de l'espace. Le Big Bang a fait progresser la théorie au niveau suivant, annonçant que l'Univers en expansion peut être extrapolé dans le temps jusqu'à un état chaud, dense et en expansion.

Mais cette combinaison à elle seule ne rend pas le Big Bang obligatoire. Il n'était qu'une des nombreuses hypothèses qui ont émergé, avec la théorie de la lumière fatiguée, un modèle d'un état statique, puis un modèle de la cosmologie du plasma et de l'univers électrique. Mais la théorie du Big Bang se démarquait par des prédictions uniques:

• L'univers était autrefois si chaud et dense que les noyaux atomiques ne pouvaient pas s'y former. Cela a conduit à une abondance d'éléments légers dans le premier univers, y compris le deutérium, l'hélium-3, l'hélium-4 et le lithium, et cet état n'aurait pas dû changer jusqu'à l'apparition des premières étoiles.
• L'univers a ensuite dû se refroidir, passer par un état dans lequel des atomes neutres pourraient se former, ce qui devrait le rendre transparent à tous les rayonnements présents à l'époque. Ainsi, cette lumière devrait être étirée, c'est-à-dire refroidie, par l'expansion de l'Univers, et devrait nous laisser la lueur résiduelle du Big Bang, à seulement quelques degrés au-dessus du zéro absolu, et avec le spectre d'un corps noir.
• De plus, elle a prédit l'Univers, dont les structures - étoiles, galaxies, amas - sont apparues au fil du temps sous des formes de plus en plus complexes, et plus loin dans le passé, moins il devrait évoluer.

L'observation de la lueur résiduelle du Big Bang, au moment de sa découverte dans les années 1960, connue sous le nom de "boule de feu primitive", et aujourd'hui - en tant que rayonnement relique, a prouvé le modèle du Big Bang et a rejeté le reste. Après cela, l'observation de ses imperfections, la mesure du spectre de température et d'autres propriétés ont complètement exclu d'autres alternatives. La théorie scientifique de l'origine de l'univers, le Big Bang, n'ira nulle part.

Cela ne veut pas dire que c'est un fait - dans le sens où ce n'est pas la réponse finale qui explique tout. C'est l'une des étapes du chemin, expliquant avec succès et sans équivoque de nombreuses propriétés de l'Univers. Aucune autre explication ne correspond à toutes les observations. Mais il y a encore des questions que le Big Bang ne peut pas expliquer:

• D'où proviennent les embryons des structures - des régions plus denses où les étoiles, les galaxies et les amas se sont formés?
• Pourquoi partout dans l'Univers exactement la même température, densité et toutes les autres propriétés, dans toutes les directions?
• Pourquoi la courbure spatiale de l'Univers est-elle parfaitement plate et non positive ou négative?
• Pourquoi le taux d'expansion se comporte-t-il dans le temps de cette façon, et pas autrement?
• Pourquoi n'y a-t-il pas de reliques d'énergies très élevées, comme des monopôles magnétiques?
• Pourquoi les structures émergentes suggèrent-elles qu'il y a un composant de la substance, la plupart de la substance qui n'interagit pas avec le rayonnement?

Par conséquent, nous avons des améliorations supplémentaires à la version originale de la théorie du Big Bang, y compris l'existence d'une inflation cosmique (qui a précédé et conduit au Big Bang), de la matière noire (dont la nature n'a pas encore été déterminée) et de l'énergie sombre (dont les propriétés sont encore à l'étude). Par conséquent, nous attendons de nouvelles découvertes cosmiques expliquant la masse des neutrinos, la supériorité de la matière sur l'antimatière dans l'Univers et la nature de la matière noire.

Le fait est que nous devons encore apprendre beaucoup, et si quelque chose remplace le Big Bang, il ne l'annulera pas complètement. La gravité newtonienne n'est pas devenue fausse après l'avènement du GR. Elle a simplement déterminé le champ d'action: elle travaille à basse vitesse et avec de faibles champs gravitationnels. Le Big Bang a également une série d'effets: seulement au cours des 13,8 milliards d'années écoulées, mais pas avant.

Il convient de noter que cela est également vrai pour toutes les théories scientifiques! La théorie de l'évolution explique la diversité de la vie sur Terre et le mécanisme de son apparence, mais n'explique pas d'où vient la vie. La théorie de la gravité explique l'attraction ressentie par la matière et l'énergie, et l'effet sur l'espace et le temps, mais n'explique pas d'autres interactions fondamentales, ni la nature de l'espace et du temps lui-même. Chaque théorie a un champ d'action, et au-delà, il doit y avoir une meilleure théorie scientifique qui étend ce champ.

Vais-je parier ma vie pour cette théorie? Dans un sens, déjà réglé. Je l'étudie professionnellement. Toute science - une méthode d'auto-guérison pour collecter des données, les comparer avec des observations et des améliorations basées sur des découvertes - est le processus par lequel nous acquérons ces connaissances et cette compréhension. Ma vie est «supposée» que c'est une bonne façon, correcte et utile d'étudier la réalité que nous habitons. Et pourtant, je sais qu'une seule observation peut retourner tout ce que nous savons, et toutes nos conclusions et théories les plus inviolables peuvent être réfutées si les données contredisent leurs prédictions. Mais ils ne réfuteront pas nos connaissances; ils offriront simplement un moyen d'améliorer la compréhension de l'univers. Et lorsque cela se produit, il apporte avec lui le plus grand plaisir scientifique: le plaisir de la découverte.

Demandez à Ethan n ° 113: les scientifiques sont-ils prêts à mettre leur vie en jeu pour le bien de la théorie?

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