Le Big Bang


 
 
 
 
 




   Une fraction infinitésimale de seconde après le "Big Bang", toutes les particules ont fusionnées .Ces particules ont dessinés Notre Univers avec ses diverses structures : galaxies, étoiles, planètes…
 
 

Sommaire

     Un peu d'histoire
     Chronologie de l'Univers
 
 

    Un peu d'histoire
 

Les réflections sur l'existence de l'Univers, ont été nombreuses au cours du temps. Les religions Juives,
chrétiennes et musulmanes affirmaient que l'Univers avait été créé dans un passé, mais un passé pas très loin de
leur époque. Certains, en travaillant sur l'ancien Testament, attribuaient le début de l'Univers en l'an 4,000 avant
Jésus-Christ.

Au 19ième siècle, on commencait à s'apercevoir que l'Univers devait avoir changer au cours du temps. Les
géologues, par exemple, attribuaient, aux roches terrestres et aux fossiles, des âges qui se chiffraient en milliers et en millions d'années. Puis, au début du 20ième siècle deux nouvelles théories, la mécanique quantique et la relativité restreinte, ont révolutionné le monde de la physique. La mécanique quantique décrit le comportement de la matière à des échelles très petites. La relativité restreinte a bouleversé notre comportement habituel avec la vitesse de la lumière comme vitesse invariante, et il fallait dès lors, abandonner l'idée selon laquelle le temps est absolu.

Un peu plus tard, en 1915, Einstein, sans ordinateurs, sans technologie moderne, sans subventions, avec seulement la puissance de son cerveau, formula la théorie de la relativité générale. L'équivalence entre la masse "pesante" et la masse d'inertie en est le principe de base. Cette théorie pouvait aussi décrire le comportement de l'Univers. Le "Big-Bang" est, en fait, un des nombreux "enfant" de la relativité générale.

Dans ses équations, Einstein était fort embarassé par un élément qui faisait "évoluer" l'Univers. Ses équations lui
disaient que l'univers ne pouvait être immobile . Selon sa densité, l'Univers devait soit se contracter ou soit se dilater.
L'idée d'un Univers dynamique ne plaisait pas à Einstein, alors il décida de ne pas "écouter" ses équations. Il leur
ajouta un terme mathématique, pour revenir à un Univers statique. L'histoire lui a donné tort. Si il avait "écouté" ses équations, Einstein aurait pu prédire l'expansion de l'Univers 15 ans avant  Hubble.

        Chronologie de l'Univers

La découverte de l'expansion de l'Univers par Edwin P.Hubble en 1929, et la découverte en 1965 par Penzias et
Wilson du rayonnement fossile, relique de la lumière des premiers temps de l'univers, ont donné une victoire à la
théorie du "Big Bang" sur les théories de l'état immobile  de l'Univers. Selon cette théorie, l'Univers aurait évolué à partir d'un état ultra-dense et ultra-chaud, dans un passé qui se situe autour de 12 milliards d'années. Mais cette théorie comporte certains points faibles. Disons pour l'instant que la théorie du "Big Bang" possède une longueur d'avance sur les autres théories, vu son bilan positif au niveau prédiction/confirmation par l'observation. Nous reviendrons sur ces points. Pour l'instant nous vous proposons de faire un voyage imaginaire dans le temps afin de parcourir les grandes lignes des évènements de notre Univers décrites par la théorie du "Big Bang". Nous allons commencer à notre époque, au temps 10, 12 ou 15 milliards d'années (selon les points de vue), pour nous conduire au temps "zéro".
 
 
 

Avant de commencer, nous voudrions rassurer le lecteur non habitué à certains termes physiques ou mathématiques. Nous voudrions lui dire qu'il ne s'inquiète pas. Qu'il n'essaie pas de les retenir tous dès la première fois qu'il les verra. Tout au long de la lecture, nous reviendrons sur plusieurs de ces termes, quelques fois en les explicitant, jusqu'au moment où ils lui seront familier. Comprendre, c'est d'abord se familiariser.

Bon Voyage !

 

Remontons le temps. Les galaxies se rapprochent de plus en plus les unes des autres à une vitesse
(proportionnelle à leur distance d'éloignement)de 17 km/sec par million d'années-lumière. C'est la
constante de Hubble de notre époque. La densité de matière augmente, le rayonnement plus chaud est, lui aussi plus dense, la courbure de l'Univers plus forte.

5 milliards d'années
Une petite halte, en passant pour assister à un renversement temporel de l'évènement de la formation d'une étoile
et de son cortège planétaire. C'est une étoile bien ordinaire, ni trop chaude ni trop froide, qui semble sortir de son
"cocon" de gaz incandescent....c'est le Soleil.

10 millions d'années
Les galaxies se confondent. Elles sont indiscernables. La densité d'énergie de masse n'est plus beaucoup supérieur à la densité d'énergie du rayonnement.

1 million à 300 000 années
Les galaxies disparaissent pour ne laisser qu'une soupe dont on ne peut rien discerner.

1 seconde
La température de l'univers est maintenant de 10 milliards de degrés.

1 dix-millième de seconde
Ici, il se passe plus d'évènements physiques en une fraction de seconde, qu'en un milliard d'années dans notre
monde froid d'aujourd'hui. La température est de trois trillions (trois-mille milliards) de degrés. La densité d'énergie est énorme. Au fur et à mesure qu'elle continue à augmenter, va se produire une première transition de phase, un peu comme de la glace qui devient de l'eau liquide lorsqu'on éleve la température au dessus de 0 degré Celcius.

1 cent-millionième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde
La température est de 10 milliards de milliards de milliards de degrés. C'est, selon la théorie, le domaine de la
troisième transition de phase (la première à partir du "Big Bang").

1 cent-millionième de milliardième, de milliardième, de milliardième, de milliardième, de seconde
(10-44 secondes)
Ici, l'édifice de la science s'écroule. C'est la frontière ultime de nos connaissances.