Le Big Bounce est le nom d’une théorie scientifique sur les origines de l’univers. La théorie est destinée à remplacer une théorie antérieure connue sous le nom de Big Bang. Le Big Bang n’est pas cohérent avec certains aspects de la relativité générale, la célèbre théorie d’Einstein qui explique comment la matière et l’énergie interagissent. Selon la théorie du Big Bang, l’univers s’est initialement étendu à partir d’un petit point statique pour des raisons qui ne sont pas encore comprises. Selon la théorie du Big Bounce, l’univers actuel résulte de l’effondrement d’un univers précédent.
Depuis la préhistoire, les humains se sont interrogés sur les origines de la Terre et de son cosmos environnant. La religion, la philosophie et la science primitive ont chacune posé des théories sur la façon dont l’univers a commencé, avec des niveaux croissants de sophistication. Les observations astronomiques du 20e siècle ont confirmé que l’univers était en expansion depuis des milliards d’années. En travaillant à rebours, les physiciens ont proposé que l’univers ait commencé comme une petite zone dense contenant toute la matière et l’énergie. Un événement inexpliqué il y a 14 milliards d’années a provoqué une expansion explosive de cette matière et de cette énergie, un événement appelé Big Bang.
Le problème avec cette théorie est qu’elle n’explique pas ce qui existait avant le Big Bang ou ce qui a déclenché l’expansion. Ces matières ont été décrites comme des singularités, des zones de l’univers dans lesquelles les lois de la physique ne s’appliquent pas. C’était le seul moyen de réconcilier le Big Bang avec la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, le meilleur modèle du fonctionnement de l’univers. Les scientifiques ont également envisagé des explications alternatives sur la façon dont l’univers a commencé. Au cours de la première décennie du 21e siècle, les études en physique quantique ont abouti à la théorie du Big Bounce.
Selon la théorie du Big Bounce, lorsque l’univers s’étend au-delà d’un certain point, la gravité le fera s’effondrer à nouveau sur lui-même, ce qu’on appelle le Big Crunch. Une fois que l’univers qui s’effondre atteint une certaine densité, un principe appelé gravitation quantique en boucle fera rebondir la matière et l’énergie, ou recommencera à s’étendre, créant un nouvel univers. La théorie du Big Bounce ne révèle pas si cela s’est produit une ou plusieurs fois ; cela pourrait se répéter à l’infini. Une autre possibilité intrigante est que ces univers qui se répètent à l’infini sont identiques, créant effectivement une boucle temporelle universelle.
La théorie du Big Bounce séduit de nombreux physiciens car elle n’implique pas de singularités et parce qu’elle inclut la relativité générale et la mécanique quantique, deux principes de la physique qui sont notoirement difficiles à concilier. Une étude plus approfondie est nécessaire pour déterminer quelle théorie décrit réellement les origines de l’univers. Cela dépend beaucoup de la quantification de la matière noire et de l’énergie noire, des substances mystérieuses qui peuvent affecter le taux d’expansion de l’univers. Pendant ce temps, la théorie a déjà fourni du matériel aux auteurs de science-fiction. Dans un épisode de 2011 de la comédie animée Futurama, les personnages principaux ont observé le Big Bounce en voyageant dans le temps dans un futur lointain.