Depuis les premières civilisations humaines, les gens ont regardé vers le ciel et réfléchi aux origines des étoiles et des constellations au-dessus. Une fois que, ces histoires impliquaient des dieux et des êtres magiques. Maintenant, il y a la science, et une grande entreprise de recherche axée sur la compréhension de la naissance de l'univers.

Au centre de cette entreprise de recherche se trouve ce qu'on appelle la théorie de l'inflation. Il soutient que l'univers est né d'une instabilité, l'état énergétique semblable au vide s'est ensuite considérablement étendu, la filature de galaxies entières produites par les fluctuations quantiques. Cette théorie a été proposée en 1980 par Alan Guth, actuellement au MIT. Un an plus tard, cette théorie a été améliorée et étendue par Andrei Linde, professeur de physique à Stanford, qui a passé sa vie à le modifier et à le mettre à jour au fur et à mesure de l'apparition de nouvelles données.

Au cours des 35 dernières années, de nombreuses prédictions de la théorie de l'inflation ont été vérifiées par des théoriciens et confirmées par des observations cosmologiques. Progressivement, cette théorie est devenue une description généralement acceptée de l'origine de l'univers. Alors imaginez la surprise de Linde quand Scientifique américain publié en février une histoire de Paul Steinhardt, professeur de physique à Princeton, et ses collègues déclarant sa disparition.

En réponse, Linde et Guth, avec leurs collègues David Kaiser du MIT et Yasunori Nomura de l'Université de Californie, Berkeley, ont écrit une lettre défendant la théorie inflationniste, Publié dans Scientifique américain 10 mai. Il a été signé par 33 universitaires qui lisent comme un Who's Who de physiciens théoriciens, dont Stephen Hawking de l'Université de Cambridge. Dedans, ils visent l'argument principal de l'histoire :que la théorie de l'inflation n'est pas vraiment une théorie scientifique car elle ne prédit rien et ne peut donc pas être testée.

"En tant que travail de plusieurs grands, collaborations internationales a clairement montré, le gonflage est non seulement testable, mais il a été soumis à un nombre important de tests et a jusqu'à présent réussi tous, " a écrit le groupe.

Un univers plat

A titre d'exemple, le modèle inflationniste avait prédit que si l'univers s'étendait un jour, il serait désormais plat plutôt qu'ouvert ou fermé. (Imaginez un ballon de plus en plus grand. Finalement, sa surface apparaîtrait complètement plate.) Un univers plat serait représenté par une variable appelée Omega qui est égale à 1, "Bien, plus ou moins un peu à cause de l'incertitude quantique, " a déclaré Linde.

En réalité, au milieu des années 90, de nombreux astrophysiciens croyaient que l'univers n'était en fait pas plat, avec un Omega plus proche d'environ 0,3. "Ce serait un désastre pour l'inflation, " a déclaré Linde. Il a ensuite essayé de trouver la faille dans sa propre théorie. Cependant, toutes les tentatives pour construire un modèle d'inflation avec Omega égal à 0,3 ont échoué; les modifications proposées de la théorie de l'inflation étaient extrêmement compliquées et contre nature, et la plupart d'entre eux ne fonctionnaient tout simplement pas. Heureusement, en 1998, une série d'observations cosmologiques a révélé l'existence de l'énergie noire. Il s'est avéré que l'énergie du vide n'est pas nulle, comme on le pensait auparavant, et Omega a été restauré à 1.

« Si la théorie inflationniste ne peut rien prédire, pourquoi pourrait-elle sembler morte alors qu'une prédiction s'est avérée fausse ?", a demandé Linde. Et comment pourrait-elle être restaurée par de nouvelles données qui ont validé la prédiction ?

Un temps tendu

Une situation tout aussi dramatique est apparue il y a cinq ans, lorsque des rumeurs ont circulé sur un problème assez technique connu sous le nom de gaussianité des perturbations inflationnistes. La principale chose à savoir sur la gaussianité est que la découverte d'une grande non-gaussianité d'un type spécifique écarterait 99,9% des modèles inflationnistes existants.

En 2012 et hiver 2013, il y avait des rumeurs persistantes que cette non-gaussianité serait bientôt signalée par le satellite Planck, et en fait les données préliminaires du satellite WMAP ont indiqué une possibilité d'une très grande non-gaussianité. Si cela s'était avéré vrai, cela pourrait être un coup crucial pour la théorie inflationniste.

Cependant, les données de Planck n'ont révélé aucune trace de non-gaussianité. La toute dernière phrase de l'article de Planck décrivant ces données lues, « Avec ces résultats, le paradigme du gonflage lent à champ unique standard a survécu à ses tests les plus rigoureux à ce jour. »

Ceci et bien d'autres prédictions réussies de la théorie de l'inflation sont des faits indéniables, dit Linde. "Si nous faisons confiance aux arguments avancés dans l'histoire de Scientific American, toutes les prédictions réussies de la cosmologie inflationniste sont le résultat de la pure chance, comme gagner à la loterie, " Linde a dit. " On peut faire ça une fois, à deux reprises, mais pas autant de fois. C'est pourquoi tant de leaders de la physique moderne ont signé notre lettre."

Linde a ajouté que la section des lettres d'un magazine populaire n'est normalement pas l'endroit où se déroule le débat scientifique. "Il y a longtemps, quand j'étais jeune et naïf, Je pensais que des choses comme ça sont impossibles en science, " dit-il. Maintenant, il espère juste que les gens voient que les opinions exprimées dans l'histoire ne sont pas partagées par bon nombre des plus grands noms de la physique théorique et de la cosmologie observationnelle.

Linde a ajouté qu'il craignait que la jeune génération de scientifiques se fasse une mauvaise impression de cette histoire. "Je ne veux pas qu'ils lisent cet article et pensent qu'ils passent leur temps sur la théorie de l'inflation en vain. Mais le soutien enthousiaste que nous recevons nous rend optimistes que cela n'arrivera pas, " il a dit.