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Faut-il croire au big bang?
  Le principe cosmologique






Appréhender l’Univers à grande échelle relève du défi. Toutefois, la tâche des chercheurs est facilitée par le fait que les lois de la physique sont partout identiques. De surcroît, Le cosmos revêtirait le même aspect, quel que soit l’endroit où l’on se place et la direction visée.

Physique universelle
Les astronomes sont ambitieux. Leur but ? Découvrir l’ordre caché de l’Univers et les lois qui gouvernent son évolution… Mais, quoi de plus difficile que de scruter un tel cosmos ? Les étoiles et les galaxies se tiennent à des distances infranchissables. Ce n’est pas demain que les quasars – à des milliards d’années-lumière – recevront la visite d’un robot d’exploration. Pour aborder ce vaste espace, les spécialistes en sont réduits à utiliser de puissants outils optiques: les télescopes révèlent les astres de loin, sans les approcher.
Problème : 
l’interprétation des images et des mesures délivrées est délicate. Elle suppose que ces objets célestes fonctionnent selon les mêmes principes (mécanique, gravitation, électromagnétisme, physique quantique et atomique…) que ce que nous connaissons ici sur Terre. Impossible d’envisager de les comprendre s’ils ne sont pas régis par les mêmes équations ou préceptes que notre Soleil ou la Voie lactée. L’hypothèse se révèle moins audacieuse qu’il y paraît cependant. Car l’observation du rayonnement de la matière aux confins de l’Univers s’avère, au final, assez similaire à ce que l’on obtiendrait en étudiant un gaz d'atomes excités dans les mêmes conditions au laboratoire. Ainsi suppose-t-on que les lois de la physique sont partout identiques. Immuables et universelles. C’est un postulat fondamental. Il s’est avéré jusqu’ici bien vérifié. Notamment, des tests sur la constante de structure fine, qui contrôle le comportement des atomes et des particules, ont montré que sa valeur restait invariante sur de très grandes distances et périodes de temps.

A priori de simplicité
Cependant, un autre principe - plus approximatif, mais presque indispensable est tout aussi utile aux cosmologistes. Il s’agit, cette fois-ci, d’un postulat justifié à très grande échelle mais beaucoup moins valable sur de courtes distances. Le principe cosmologique, ainsi baptisé par le Britannique Edward Arthur Milne (1896-1950), stipule que l’Univers - et notamment son contenu en matière, en énergie, en étoiles et en galaxies - revêt à peu près le même aspect quelle que soit la direction ou la position de l’observateur. De toute évidence, la validité de cette supposition est limitée. Le cosmos est très hétérogène au niveau des galaxies individuelles, des étoiles, atomes ou même des particules élémentaires séparées par du vide. Les fluctuations de la densité de matière y sont colossales. Par contre, sur des dimensions supérieures à 500 millions d’années-lumière, les amas, super-amas et autres structures cosmiques semblent comme s’atténuer. Se "lisser". On dit que le cosmos devient "homogène et isotrope". Car ni l’espace, ni le temps, ni leur contenu en matière et en énergie ne présentent plus alors de variations significatives. Les galaxies constituent alors une sorte de fluide continu qui emplit le cosmos. C’est un principe de simplicité. Il vise à alléger la tâche dans les calculs et les modèles.

La propriété d’homogénéité est bien vérifiée par les grands relevés en trois dimensions des télescopes qui recensent la position et la distance d’un grand nombre de galaxies (parfois, plusieurs millions). L’isotropie est confirmée avec un bon degré de fiabilité, elle est établie avec un bon degré de précision (1 pour 100 000) par l’observation du rayonnement de fond diffus avec le satellite Wmap.