La science montre que l’univers est en expansion. Cela n’implique pas forcément qu’il ait eu un commencement.

C’est une objection fréquente : l’expansion de l’univers ne prouve-t-elle pas simplement qu’il « change » au fil du temps, sans forcément avoir eu un point de départ ?
Pourtant, plusieurs lignes de preuves scientifiques et philosophiques suggèrent qu’un commencement est inévitable.

1. Le théorème de Borde-Guth-Vilenkin (BGV) #

Les physiciens Arvind Borde, Alan Guth et Alexander Vilenkin ont démontré en 2003 un résultat fondamental :

Tout univers dont l’expansion moyenne est positive ne peut pas être étendu indéfiniment vers le passé.¹

Même si les lois physiques changent près du « zéro », ou si le temps se comporte différemment, cette expansion implique une limite temporelle antérieure.

Alexander Vilenkin résume dans Many Worlds in One²:

Ce théorème est remarquablement général : il ne dépend d’aucun modèle particulier (Big Bang, rebond, multivers…).
Même un multivers infini ne peut échapper à un début absolu de l’expansion.³

2. L’augmentation de l’entropie (deuxième loi de la thermodynamique) #

Le deuxième principe de la thermodynamique stipule que l’entropie globale de l’univers augmente avec le temps.
Autrement dit, les systèmes physiques évoluent spontanément du plus ordonné vers le plus désordonné, du concentré vers le dispersé, du chaud vers le froid.

Une image simple : la tasse de café #

Imagine une tasse de café chaud dans une pièce froide. Avec le temps, la chaleur du café se diffuse dans l’air : le café se refroidit et la pièce se réchauffe légèrement.
Jamais l’inverse ne se produit spontanément : la chaleur ne revient pas d’elle-même dans la tasse pour la réchauffer.
➡️ Cette irréversibilité, cette tendance naturelle vers l’équilibre, c’est l’entropie.

Pourquoi parle-t-on de “désordre” alors que tout devient uniforme ? #

C’est un paradoxe apparent. Quand un système devient uniforme (comme un café tiède ou un gaz réparti partout), on a l’impression qu’il devient plus « ordonné » visuellement.
Mais la physique regarde l’ordre interne, c’est-à-dire la façon dont les particules sont arrangées.

L’entropie mesure le nombre de façons possibles d’arranger les particules d’un système sans changer son apparence globale.
Plus il y a de configurations possibles, plus l’entropie est élevée.

• Un café chaud à côté d’un air froid → peu de façons d’arranger les molécules → faible entropie.
• Un café tiède uniforme → des milliards de combinaisons possibles → forte entropie.

Visuellement, c’est uniforme ; microscopiquement, c’est un chaos maximal.

   

Une autre analogie : la tour de Lego #

Imagine une tour de briques bien empilées :

• Ordonnée : peu de façons de disposer les briques → faible entropie.
• Dispersée : briques éparpillées partout → d’innombrables arrangements possibles → forte entropie.

Ce n’est pas l’apparence visuelle qui compte, mais le nombre d’états possibles.

Application à l’univers #

Si l’univers existait depuis une éternité, il aurait déjà atteint son maximum d’entropie depuis longtemps : plus de chaleur, plus d’énergie disponible, plus de vie possible.

Or, notre univers est encore structuré, plein d’énergie et de mouvement. Cela signifie qu’il a commencé dans un état extraordinairement ordonné — de faible entropie.

« L’univers actuel se trouve loin de l’équilibre thermique : il doit donc être né il y a un temps fini dans un état extraordinairement ordonné. »
— Roger Penrose, The Road to Reality⁴

👉 Ainsi, la flèche du temps et la progression de l’entropie indiquent clairement que l’univers n’est pas éternel vers le passé, mais qu’il a eu un commencement à partir d’un état initial hautement improbable.

3. Les théories alternatives ne résolvent pas vraiment le problème #

Le modèle du rebond cosmique (Big Bounce) #

Certains modèles de cosmologie quantique suggèrent que l’univers traverse une série infinie de cycles d’expansion et de contraction.
Mais ces scénarios se heurtent à de sérieuses limites théoriques :

• Manque de preuves empiriques : aucune observation actuelle ne confirme qu’un rebond ait réellement eu lieu. Ces modèles restent hautement spéculatifs.
• Moins convaincant que l’inflation : la théorie inflationnaire explique mieux les observations du fond diffus cosmologique, la platitude de l’univers et la structure des galaxies.
• Le problème de l’entropie : à chaque cycle, le désordre global augmente.
  Les cycles futurs deviennent donc plus longs et vastes, tandis que les cycles passés auraient été plus courts et plus petits.
  En remontant à l’infini, on atteint nécessairement un premier cycle — donc un commencement.

Tentatives de contournement :

• Reset quantique de l’entropie (gravitation quantique à boucles).
• Dilution exponentielle (modèles de Steinhardt & Turok).
• Flèche du temps double (deux directions temporelles opposées).
• Cosmologie cyclique conforme (Penrose).

Ces hypothèses sont ingénieuses, mais hautement spéculatives et sans confirmation observationnelle.
Même dans ces cadres, l’existence d’un premier cycle ou d’une condition initiale spéciale semble inévitable.

Le multivers #

L’hypothèse du multivers, selon laquelle notre univers ne serait qu’une bulle parmi une infinité d’autres, ne supprime pas la question du commencement.
Elle la déplace : pourquoi existe-t-il un ensemble de lois permettant un multivers ?

Alexander Vilenkin conclut dans Many Worlds in One²:

Conclusion #

Les théorèmes cosmologiques (BGV) et les lois de la thermodynamique indiquent que notre univers n’a pas un passé infini. Les modèles alternatifs — rebond cosmique ou multivers — repoussent la question, mais ne la suppriment pas.

Même si la science ne décrit pas encore le comment, tout indique qu’il y a eu un quand : un commencement réel de l’espace, du temps et de la matière.

Et cette origine pose inévitablement la question métaphysique : quelle est la cause première d’un tel commencement ?

Références #