Un univers sans commencement : la cosmologie quantique confirme l'idée de Hawking express
La naissance de l'Univers est généralement associée au Big Bang — un point de densité infinie. Mais en un tel point, les lois de la physique s'effondrent, ce qui dérange les scientifiques. Stephen Hawking et James Hartle ont proposé dès les années 1980 une autre vision : le temps n'a pas de frontière, tout comme la surface d'un globe. L'Univers existe simplement, et la question « qu'y avait-il avant le commencement » perd son sens.
Pendant longtemps, les calculs de probabilités dans ce modèle étaient incomplets. Les règles du monde quantique exigent non seulement d'énumérer les issues possibles, mais aussi de combiner correctement leurs chances, en évitant les illusions. Lorsque les physiciens ont enfin effectué ces calculs corrects, il s'est avéré que presque tout univers fermé n'a pas de commencement. La probabilité de se trouver dans un tel univers est de près de 100 %.
De plus, avec une approche statistique particulière, cette probabilité devient strictement égale à un. Ce résultat explique naturellement la rapide expansion de l'univers à l'aube du cosmos — l'inflation surgit sans réglage fin.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.02682
We revisit the Hartle-Hawking no-boundary proposal. To extract probabilities, one must use the gravitational path integral (GPI) to compute not only the no-boundary amplitude, but also the norms by which its square is divided. We find that this dramatically alters predictions: the probability for any closed universe is either nearly 1, or exactly 1. That is, in the Hilbert space of closed universes defined by the GPI, the states of interest in cosmology are all nearly parallel to the Hartle-Hawking state up to nonperturbative corrections in $$G_N^{-1}$$. We also consider a statistical interpretation of the GPI, as an average of arbitrary products of amplitudes. We find that all amplitudes are exactly 1 in this case, consistent with recent arguments that the statistical approach to the GPI with a closed boundary computes an average over one-dimensional Hilbert spaces. As an example, we illustrate the consistent evaluation of the no-boundary proposal in inflationary cosmology.
Hawking aimait comparer la question « qu'y avait-il avant le Big Bang » à celle de « qu'y a-t-il au sud du pôle Sud ». Si le temps est fermé, les deux questions sont dénuées de sens.