Résumé
L’inflation, ou expansion exponentielle de ~1030 entre 10–36s et 10–32s a été inventée pour résoudre les problèmes de l’horizon, de la platitude de l’Univers, et la non-existence de monopôles. En prime, le modèle donne une origine naturelle aux fluctuations de densité initiales, qui sont à l’origine de toutes les structures de l’Univers aujourd’hui : en effet, l’expansion est si forte que lorsqu’une paire virtuelle particule-antiparticule se forme dans le vide, des régions connectées causalement se trouvent soudain déconnectées : les particules ne peuvent plus s’annihiler, et des fluctuations de densité sont créées. Les dernières observations du fonds cosmologique micro-onde par Planck ont confirmé le rôle de l’inflation dans la génération des structures (alors que les défauts topologiques sont éliminés). Les premières théories d’inflation provenaient d’un changement de phase et d’une brisure de symétrie. Aujourd’hui l’inflation chaotique n’a plus besoin de changement de phase. Il faut un champ scalaire, qui évolue en pente douce (slow roll). Ce champ ressemble à celui d’une quintessence, sauf que les amplitudes et échelles de temps sont complètement différentes. Les modèles actuels d’inflation souffrent du problème d’inflation éternelle. Il est difficile d’arrêter l’inflation partout. On peut l’arrêter juste pour notre Univers, avec réchauffement et création de particules, mais elle continue dans des Univers multiples. C’est une inflation fractale, avec une multitude de paysages, d’autant plus dans la théorie des cordes que l’espace à un grand nombre de dimensions supplémentaires. Quelles pourraient être les alternatives ? Certains développent des modèles cycliques, ou ekpyrotiques, à partir de branes en collision, ou bien cyclique, avec rebond, comme Turok et Steinhardt. Un test critique serait l’observation d’ondes gravitationnelles primordiales, qui prouverait l’inflation. Ce test a été tenté avec les modes de polarisation de symétrie B dans le fonds cosmologique micro-onde, mais n’ont pas encore donné de résultat. Les prochaines expériences pourraient être assez sensibles pour trancher.
