Dans les premiers instants après le Big Bang, l'univers s'est dilaté à une vitesse prodigieuse. Ce processus est appelé inflation, et il a lissé toutes les irrégularités, rendant le cosmos homogène. Mais qu'est-ce qui a déclenché l'inflation elle-même ? Les physiciens supposent qu'une seule fluctuation aléatoire du champ de l'inflaton — un champ particulier qui a provoqué l'expansion — aurait suffi.

Pendant longtemps, les simulations de l'inflation ont été menées dans des conditions artificielles : l'univers était placé dans une boîte périodique en forme de tore, dont les bords étaient collés. Cela imposait des contraintes de courbure qui ne lui sont pas naturelles. Stephen Hawking et d'autres soupçonnaient que le tableau réel pourrait être différent. Les auteurs de la nouvelle étude ont pour la première fois modélisé la naissance de l'inflation dans un espace asymptotiquement plat — un espace qui, à grande distance, est presque non courbé. Cette approche est plus proche de ce que nous observons autour de nous : une bulle locale, et non une géométrie fermée.

Le résultat a confirmé l'ancienne intuition : pour que l'inflation démarre, la taille de la fluctuation initiale doit être plusieurs fois supérieure à l'échelle inflationnaire caractéristique (environ 10⁻²⁷ cm). Si la tache est plus petite, elle s'effondre simplement en trou noir ou se dissipe sans avoir le temps de dilater l'univers. C'est comme essayer de gonfler un ballon en soufflant dessus à un mètre de distance : il faut approcher les lèvres tout près pour que le flux d'air pénètre à l'intérieur. Il en va de même ici — seule une « amorce » suffisamment grande déclenche la cascade d'expansion.

Les contraintes imposées auparavant aux données initiales pouvaient fausser le tableau. La boîte périodique de taille fixe ajustait involontairement les fluctuations à la bonne échelle. Désormais, il est clair que la nature n'a pas à être périodique, et que le démarrage de l'inflation est un événement plus rare et plus exigeant en conditions qu'on ne le pensait. Mais s'il se produit, il déclenche une réaction en chaîne qui a engendré toute la diversité des galaxies et des étoiles.