LE PROBLÈME DE L'HORIZON, ou le problème de la causalité.
Ceci est considéré comme un des plus grands problèmes ou maux de tête de la Cosmologie, ainsi que le problème de la platitude de l'univers.
Le problème est en réalité un problème d'homogénéité extrême, et la question est, Comment est-il possible que l’univers soit aussi homogène qu’il l’est?, et particulièrement Comment est possible que rayonnement de fond cosmique peut être aussi homogène et isotrope, sans recourir au hasard. L'hypothèse est que tous les points de l'univers primordial étaient "réglées " entre eux au moyen d'un rayonnement électromagnétique émis par des particules dans l'univers primitif, avant de devenir transparent.
Le problème est appelé "de l'horizon" par rapport à "l'horizon observable". Le fait est que pour notre univers dans lequel nous mesurons l’âge d’un peu moins de 14000 millions d’années et nous voyons des galaxies dans toutes les directions à environ 13500 millions d’années-lumière, la distance entre deux de ces galaxies aux extrémités opposées de notre horizon observable serait l'une par rapport à l'autre à 27000 années-lumière, à l'extérieur de l'horizon observable, c'est-à-dire qu'il n'est pas possible de se voir entre eux car la lumière mettrait plus de temps à se rendre de l'un à l'autre que la vie de l'univers jusqu'à présent. Tout comme la lumière, tous les rayonnements électromagnétiques. Ils ne seraient pas être connectés causalement.
C'est un problème qui dépend du rythme d'expansion de l'univers, en particulier dans le modèle d'expansion inertiel, ou le modèle du Big Bang classique (cosmological model of Einstein –; De Sitter, avec l'expansion ralenti par la gravité), par conséquent, il s'ensuit que dans le passé, ces points n'auraient pas été liés de manière causale et cela n'a aucun sens d'avoir les mêmes caractéristiques.
Le modèle de »Inflation cosmique” (ou théorie inflationnaire) proposé par Guth et Andreï Linde,essaie de résoudre le problème en supposant qu'initialement l'univers était connecté "de manière causale", and that’;est alors que les propriétés de l'univers sont nivelées et appariées (moment de la grande unification). Puis vint l'"inflation" rapide (vers les 10-36 secondes après le big bang) ou expansion rapide de l'espace, avec une croissance exponentielle du taux d'expansion, peut-être causé par la prétendue pression de prétendues particules spatiales (inflatons) soit par une constante cosmologique anormalement élevée, ralentissant alors le rythme de l'expansion et "gelant" presque l'univers dans une telle situation d'homogénéité que nous observons maintenant. Le taux d’expansion serait si élevé que les objets s’éloigneraient tellement et si vite qu’ils quitteraient notre « horizon observable » après avoir été homogénéisé., et ainsi de suite au passage du temps et à la rentrée de ces objets et régions de l'espace dans notre univers observable, nous les voyons avec les mêmes caractéristiques et même rayonnement de fond.
Mais dans le modèle classique du Big Bang, l'expansion initiale serait à un rythme plus lent, simplement inertiel, de sorte qu'avec le temps et donc l'univers observable en expansion, new portions of universe that would appear in front of our eyes shouldn’;doivent être avec les mêmes caractéristiques que le proche de nous. Il existe des estimations suggérant que le rayonnement "informatif" et l'égalisation auraient dû aller jusqu'à 400 fois la vitesse de la lumière pour obtenir l'homogénéité actuelle (C’est une autre hypothèse explicative, celui de vitesse variable de la lumière, plus élevé dans l'antiquité, Bekenstein et Joao Mägueijo).
Le modèle d'expansion exponentielle comme inflation, permet d'expliquer l'uniformité de la fond cosmologique, mais il existe d'autres modèles également généralement négligés qui permettent cela.
L’un d’eux est le modèle d'expansion linéaire, c.-à-d.. en expansion constante, dans lequel peut être trouvé toujours un temps passé dans lequel deux galaxies sont suffisamment proches pour avoir communiqué entre elles dans le temps entre le Big Bang et ce moment.
D'un autre côté, si nous considérons le cas d'un univers pas ouvert ni infinie, c'est à dire., dans un univers fermé et fini, comme le volume d'une hypersfere, étant de petite taille à leurs débuts, Il n'y n'avait aucun problème de connectivité électromagnétique entre tous les points et donc aucun problème de causalité. L'univers serait uniforme, parce qu'il avait le temps de transmettre et de communiquer entre tous les points, car ils sont tous très près les uns des autres dans ces premiers moments. Au moins si c'est le cas d'un expansion initiale de l'univers pas très rapide.
Un autre modèle cosmologique qui résout le problème de l'horizon est celui de l' univers cyclique ou oscillant [arXiv:Astro-ph/0612243v1], dans lequel le Big Bang et Big Crunch apparaissent cycliquement. Dans ce cas, Si nous ne vivons pas dans la première Big Bang, le Big Crunch précédente pourrait imprimer la cohérence observée dans tous les univers aujourd'hui.
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