Faut-il remettre en cause la théorie du Big Bang et donner à l'Univers un âge de 26,7 milliards d'années ?

Quel âge a l'Univers observable ? L'une des estimations les plus solides provient de l'étude du rayonnement fossile, cette lumière émise lorsque l'Univers est devenu transparent, quelque 380 000 ans après le Big Bang. Les observations du satellite Planck, interprétées dans le cadre du modèle cosmologique standard, conduisent ainsi à un âge d'environ 13,8 milliards d'années. Mais si, malgré la précision de ces mesures, nous nous étions trompés ?

Rappelons, pour éviter toute confusion, que la théorie du Big Bang affirme avant tout que, dans un passé très reculé, l'Univers observable - qui ne représente pas nécessairement la totalité de la réalité cosmique - était beaucoup plus dense et plus chaud qu'aujourd'hui, avec comme contenu un plasma de particules élémentaires, peuplé de photons, de quarks et de leptons.

Contrairement à une idée répandue, cette théorie n'implique pas nécessairement l'existence d'un instant zéro marquant la naissance du temps et de l'espace à partir du néant. On peut même envisager, dans certains modèles spéculatifs, que cet état extrêmement chaud ait résulté de l'effondrement gravitationnel d'une région de matière préexistante, éventuellement au sein d'un cosmos infini et éternel.

On a mesuré la température de l'Univers 880 millions d'années après le Big Bang

Le télescope James-Webb va nous permettre de mieux comprendre ce qui s'est passé dans le cosmos observable pendant la période dite des âges sombres, moins d'un milliard d'années après le Big Bang. Nous avons tout de même déjà des moyens d'observation de l'état de l'Univers pendant cette période et aujourd'hui, on arrive même à tester nos idées sur le Big Bang en mesurant la température du rayonnement fossile à la fin des âges sombres.... Lire la suite

Il ne semble guère raisonnable de remettre en cause l'existence de cette phase chaude et dense de l'histoire cosmique, tant les preuves en sa faveur sont nombreuses. Citons notamment le spectre de corps noir presque parfait du rayonnement fossile ou encore les succès de la théorie de la nucléosynthèse primordiale, qui explique les abondances de l'hydrogène, de l'hélium et de certains de leurs isotopes dans le cosmos.

Un Big Bang sans matière ni énergie noires ?

Mais conserver le Big Bang ne signifie pas nécessairement conserver toutes les hypothèses du modèle cosmologique standard ΛCDM. Il reste possible, en principe, de revoir notre estimation de l'âge de l'Univers ou même de remettre en question le rôle attribué à la matière noire et à l'énergie noire. Encore faut-il proposer une théorie capable de rendre compte de l'ensemble des observations au moins aussi bien que le modèle dominant, ce qui est loin d'être une mince affaire.

C'est précisément l'ambition du physicien Rajendra Gupta, de l'Université d'Ottawa, au Canada. Depuis plusieurs années, ce chercheur développe un modèle cosmologique alternatif, dont les premières bases ont notamment été exposées dans un article publié en 2023 et disponible sur arXiv. Selon ses calculs, l'Univers pourrait être âgé de 26,7 milliards d'années.

Un communiqué publié le 6 novembre 2026 par l'Université d'Ottawa nous apprend que Gupta et son collaborateur Nikolaos Samaras ont poursuivi leurs travaux et surtout que plusieurs publications récentes suggèrent que leur modèle pourrait reproduire certaines observations majeures, notamment celles concernant la nucléosynthèse primordiale, l'expansion cosmique et les courbes de rotation des galaxies, sans recourir à la matière noire et à l'énergie noire.

Ces résultats ne prouvent évidemment pas que leur théorie est correcte, mais ils fournissent des arguments en faveur de son examen approfondi par la communauté scientifique.

Les observations de James-Webb réfutent-elles la théorie de la matière noire au profit de Mond ?

Si la récente découverte de galaxies primitives avec le télescope James-Webb se confirmait et n'était que la pointe émergée d'un iceberg, elle pourrait s'ajouter significativement au débat entre ceux qui pensent que la matière noire existe et ceux qui pensent qu'il faut au contraire modifier les lois de la gravité et de la mécanique pour décrire l'origine et le comportement des galaxies. Ce qui est sûr, c'est que la découverte de ces galaxies a été prédite à partir de la théorie Mond, l'alternative à la matière noire.... Lire la suite

Il faut dire que le télescope spatial James-Webb a découvert, très tôt dans l'histoire de l'Univers, des galaxies étonnamment massives et évoluées. Certaines semblent avoir atteint un stade de développement difficile à expliquer avec les scénarios habituels de formation des galaxies, même si les estimations de leurs masses et de leurs âges font encore débat.

Un Univers beaucoup plus vieux offrirait naturellement davantage de temps à ces galaxies pour se former et grandir. C'est l'un des principaux attraits du modèle de Gupta.

Mais cette solution apparemment séduisante a un prix : elle nécessite plusieurs hypothèses audacieuses, dont certaines restent particulièrement difficiles à justifier. Leur accumulation pourrait même faire penser à une multiplication d'épicycles théoriques si elles ne conduisent pas à des prédictions vérifiables et confirmées indépendamment.

Des constantes fondamentales qui changent et une lumière qui se fatigue ?

La théorie de Gupta porte le nom de CCC + TL, pour Covarying Coupling Constants and Tired Light, autrement dit « constantes de couplage covariables et lumière fatiguée ».

La première hypothèse, CCC, suppose que plusieurs constantes fondamentales de la physique évoluent de manière corrélée au cours de l'histoire cosmique. Il s'agirait notamment de la vitesse de la lumière, de la constante gravitationnelle de Newton, de la constante de Planck de la mécanique quantique et même de la constante de Boltzmann, fondamentale en physique statistique.

De telles variations modifieraient profondément les équations décrivant l'expansion de l'Univers, notamment les célèbres équations de Friedmann, dérivées de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Selon les calculs de Gupta, ces modifications pourraient produire des effets gravitationnels habituellement attribués à la matière noire, notamment dans les courbes de rotation des étoiles autour des galaxies, mais aussi des effets cosmologiques associés à l'énergie noire, à laquelle on attribue l'accélération de l'expansion de l'Univers dans les équations de Friedmann.

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La seconde hypothèse, TL, est celle de la « lumière fatiguée ». Elle reprend une idée ancienne selon laquelle les photons émis par les galaxies lointaines perdraient progressivement une partie de leur énergie au cours de leur propagation dans le cosmos.

Cette perte d'énergie contribuerait au fameux décalage spectral vers le rouge des galaxies, en complément de celui produit par l'expansion de l'espace dans le cadre de la relativité générale.

Un Univers deux fois plus vieux : une théorie qui résiste vraiment aux observations ?

L'idée n'est pas nouvelle et les modèles classiques de lumière fatiguée rencontrent de sérieuses difficultés face aux observations. 

On sait notamment, depuis des décennies, que la théorie de la lumière « fatiguée » - qui se proposait d'expliquer les décalages spectraux vers le rouge sans faire intervenir l'expansion du cosmos observable contrairement à la théorie CCC + TL - conduit à plusieurs prédictions qui sont réfutées par les observations, dont l'une à environ 100 000 sigmas pour reprendre le jargon des physiciens (voir ce qu’en disait depuis longtemps déjà le cosmologiste Ned Wright). Un résultat réfuté à 5 sigmas signifie déjà qu'il y a seulement une chance sur un million que la réfutation soit fausse.

Is the Universe 13.8 billion or 26.7 billion years old?

It doesn't depend on who you ask.

It depends on what the Universe itself is doing.

Here are some key questions to ask, and some key pieces of evidence to look for, so you can convince yourself.https://t.co/kw54GW0YwZ

— Ethan Siegel (@StartsWithABang) July 18, 2023

Cela donne une idée des acrobaties peu crédibles, bien que logiquement possibles, qu'il faut multiplier pour obtenir un âge de 26,7 milliards d'années. Il faut notamment supposer, on l'a vu précédemment, que certaines constantes fondamentales de la physique varient dans le temps, alors qu'il existe des contraintes déjà très fortes sur ces possibles variations, et tenir compte aussi des datations avec des chronomètres des amas d'étoiles et des abondances de certains noyaux dans la Voie lactée qui sont toutes incompatibles en première approximation avec un Univers vraiment plus vieux que 13,8 milliards d'années.

Autant dire que la théorie CCC + TL a encore du chemin à faire pour espérer convaincre la communauté scientifique qu'elle peut remplacer le modèle cosmologique standard actuel.