Whereas for the ancients the stars were immutable, science has now shown that they are born, live and die. Large telescopes have revealed the immensity of the universe and the vertiginous number of stars it contains. The Milky Way, the galaxy to which our Sun belongs, has about one hundred billion stars. The observable universe comprises a hundred billion galaxies organized into clusters. Stars form from gaseous clouds of hydrogen and helium. Gravity tends to compress these clouds whose density increases, to the point of causing nuclear fusion reactions, successively producing the various known elements. Increasingly heavy elements, going as far as iron, are generated in successive stages. Fusion of iron nuclei does not occur spontaneously, reactions stop. The star collapses and dies. According to their initial mass, the stars know different destinies. Some die slowly, turning into a "white dwarf" or "black dwarf", a star that becomes invisible. The most massive stars turn into neutron stars and eventually explode suddenly forming a supernova. The enormous power reached during the explosion of a supernova leads to the fusion of elements heavier than iron. Supernova observations are relatively rare. In a galaxy, they occur approximately once a century. It was therefore these exceptional events that made possible the presence on Earth of all the elements without which life could not have appeared.The world can no longer be conceived as a gigantic clock reproducing indefinitely the same movements, immutably. The American astronomer Erwin Hubble having observed that the galaxies move away from each other at a speed proportional to their distance, he deduced that the Universe is expanding from an initial "Big Bang". It was preceded in this conclusion by the Belgian canon George Lemaître, who published in 1927 the mathematical model of an expanding universe, from a very dense state which he called the "primitive atom". The Big Bang theory established a link between the infinitely large and the infinitely small, because to understand the behavior of the Universe in its initial condensed state, it became necessary to apply quantum theory. In addition, the enormous energy densities reached by the Universe as we approached the initial moment of appearance of the Big Bang led to a progressive unification of all the known particles. Thus, paradoxically, cosmology offers the best field of application to the most advanced theories of quantum mechanics. In 1981, the American physicist Alan Guth realized, by applying quantum mechanics methods to an extremely condensed universe, that the fluctuations that occurred during the first moments of cooling after the Big Bang had caused an extremely rapid expansion of the Universe, followed by deceleration. During the initial "inflation" phase, the space expanded at speeds that greatly exceeded the speed of light (the relativity theory limits the speed within the space, but not the expansion velocity of space itself). The first moments of the expansion of the universe are beginning to be better and better known. In particular, it was possible using a microwave radio telescope on the COBE (Cosmic Background Explorer) satellite to record the energy distribution of a cosmic microwave background transmitted by a radiation emitted shortly afterwards. the Big Bang. The study of the cosmic microwave background makes it possible to test and validate inflation models. Following the early work of Alan Guth, more elaborate inflation models were developed, notably by physicists Alexandre Vilenkin and Andreï Linde, who described a phenomenon of expansion accompanied by multiple inflations, generating "bubble-universes" , which multiply indefinitely, each bubble being able to give birth to others. Since the speed of expansion of the Universe has been much greater than the speed of light during the first period of inflation (the theory of relativity limits only the speed within the space), the size of the universe is gigantic and we are able to observe only a small part of it. "The cosmic horizon", which corresponds to the distance traveled by the light since the Big Bang, is 41 billion light-years away. All that lies beyond is inaccessible for us. In particular, the bubble worlds of Vilenkin and Linde's model are totally out of our reach. The physicist Hugh Everett has further assumed that all superimposed quantum states occur in different "parallel worlds", only one of which can be observed by an experimenter living in our macroscopic world. According to this interpretation, performing a measurement on one of the particles belonging to a couple of entangled particles would involve the selection of one of the possible worlds in which they are located. Everett's theory, which had met with little success at the beginning, now seems to appeal to a growing number of physicists. The parallel universes of inflation and Everett's parallel universes are not the only ones. String theory represents elementary particles as tiny, vibrating strings. In addition to the one-dimensional strings, there would also be surfaces or "branes" with a multiple number of dimensions. Our four dimensional universe (three dimensional space and one time dimension) would be contained in a brane and could thus coexist with other universes located on different branes, unfolding in a space provided with an additional number of dimensions. All these parallel universes whose existence is predicted by mathematical models, remain impossible to observe directly. A single Universe replaces a Multiverse with a multiplicity of parallel universes. The hypothesis that "other worlds" exist, to which we do not have access, thus becomes quite plausible. Not only is it no longer scary to most scientists, but it is even considered by a number of them as the one that best captures reality.The physicist Max Tegmark goes even further, admitting that the multiple universes provided by mathematical models are real. A mechanistic and deterministic Universe is thus replaced by a Multiverse, whose multiple horizons remain hidden, perhaps forever. The result is a deeply renewed vision of the Cosmos, all of whose consequences have probably not yet been drawn.
Alors que pour les Anciens les étoiles étaient immuables, la science a montré à présent qu’elles naissent, vivent et meurent. Les grands télescopes ont révélé l’immensité de l’univers et le nombre vertigineux d’étoiles qu’il comporte. La Voie lactée, la galaxie à laquelle appartient notre Soleil, compte environ cent milliards d’étoiles. L’Univers observable comporte une centaine de milliards de galaxies organisées en amas. Les étoiles se forment à partir de nuages gazeux d’hydrogène et d’hélium. La gravité tend à comprimer ces nuages dont la densité augmente, au point d’entraîner des réactions de fusion nucléaire, produisant successivement les différents éléments connus. Des éléments de plus en plus lourds, allant jusqu’au fer, sont générés par étapes successives. La fusion des noyaux de fer ne se produisant pas spontanément, les réactions s’arrêtent. L’étoile s’effondre et meurt. Suivant leur masse initiale, les étoiles connaissent des destins différents. Certaines meurent lentement, se transformant en « naine blanche » ou « naine noire », étoile qui devient invisible. Les étoiles les plus massives se transforment en étoiles à neutrons et finissent par exploser brutalement en formant une supernova. L’énorme puissance atteinte au cours de l’explosion d’une supernova conduit à la fusion des éléments plus lourds que le fer. Les observations de supernovae sont relativement rares. Dans une galaxie, elles interviennent environ une fois par siècle. Ce sont donc ces événements exceptionnels qui ont rendu possible la présence sur Terre de l’ensemble des éléments sans lesquels la vie n’aurait pas pu apparaître. Le monde ne peut plus être conçu comme une gigantesque horloge reproduisant indéfiniment les mêmes mouvements, de façon immuable. L’astronome américain Erwin Hubble ayant observé que les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance, il en déduisit que l’Univers est en expansion à partir d’un « Big Bang » initial. Il avait été précédé dans cette conclusion par le chanoine belge George Lemaître, qui avait publié en 1927 le modèle mathématique d’un univers en expansion, à partir d’un état très dense qu’il appela l’ « atome primitif ».
La théorie du Big Bang établissait un lien entre l’infiniment grand et l’infiniment petit, car, pour comprendre le comportement de l’Univers dans son état condensé initial, il devenait nécessaire d’appliquer la théorie quantique. En outre, les énormes densités d’énergie atteintes par l’Univers lorsque l’on se rapprochait de l’instant initial d’apparition du Big Bang conduisaient à une unification progressive de toutes les particules connues. Ainsi, de manière paradoxale, la cosmologie offrait le meilleur champ d’application aux théories les plus avancées de la mécanique quantique. En 1981, le physicien américain Alan Guth se rendit compte, en appliquant les méthodes de la mécanique quantique à un univers extrêmement condensé, que les fluctuations intervenues au cours des premiers instants de refroidissement après le Big bang avaient dû provoquer une expansion extrêmement rapide de l’Univers, suivie d’une décélération. Au cours de la phase d’ « inflation » initiale, l’espace s’est dilaté à des vitesses qui ont largement dépassé la vitesse de la lumière, ce qui ne contredit pas la théorie de la relativité qui limite la vitesse dans l'espace. Les premiers moments de l’expansion de l’univers commencent à être de mieux en mieux connus. En particulier, il a été possible à l’aide d’un radiotélescope à micro-ondes embarqué sur le satellite COBE (Cosmic Background Explorer) de relever la répartition en énergie d’un fond diffus cosmologique transmis par un rayonnement émis peu de temps après le Big Bang. L’étude du fond diffus cosmologique permet ainsi de tester et de valider les modèles d’inflation. Suite aux premiers travaux d’Alan Guth, des modèles d’inflation plus élaborés ont été développés, notamment par les physiciens Alexandre Vilenkin et Andreï Linde, qui ont décrit un phénomène d’expansion accompagné de multiples inflations, générant des « bulles-univers », qui se multiplient indéfiniment, chaque bulle pouvant donner naissance à d’autres. Du fait que la vitesse d’expansion de l’Univers a été très supérieure à la vitesse de la lumière au cours de la première période de l’inflation , la taille de l’univers est gigantesque et nous ne pouvons en observer qu’une faible partie. « L’horizon cosmique », qui correspond à la distance parcourue par la lumière depuis le Big bang, se situe à 41 milliards d’années-lumière de distance. Tout ce qui se situe au-delà nous est inaccessible. En particulier, les univers-bulles du modèle de Vilenkin et Linde sont totalement hors de notre portée.
