LE BIG BANG - LES CLEFS DE L'UNIVERS
Le Big Bang, est un documentaire scientifique (0h44) de la série Les Clefs du Cosmos sur la controversée naissance de notre Univers, de l'explosion originelle à la soupe primordiale, d'après les connaissances actuelles en astrophysique.
Le Big Bang est un modèle cosmologique utilisé par les scientifiques pour décrire l'origine et l'évolution de l'Univers. Il a été initialement proposé en 1927 par le belge Georges Lemaître, qui décrivait dans les grandes lignes l’expansion de l’Univers, avant que celle-ci soit mise en évidence par Edwin Hubble en 1929.
De façon générale, le terme Big Bang est associé à toutes les théories qui décrivent notre Univers comme issu d'une dilatation rapide qui fait penser à une explosion. Le moment du Big Bang est généralement considéré comme un temps zéro de notre Univers, avec ou sans une singularité initiale, et sans que cela préjuge de l’existence d’un temps qui l'aurait précédé.
L'histoire du cosmos est une longue saga d’environ 13,7 milliards d’années, né à partir d’un état très dense et très chaud. Au début, tout n'est qu'énergie. L'espace entre dans une violente expansion, puis, les étoiles, les galaxies, le Soleil, la Terre et la Vie apparaissent.
A l’origine, c’est l’ère de Planck ou le règne de la superforce et des supercordes. Le temps, l’espace, la lumière et l’énergie sont indissociablement mêlés. La physique actuelle perd son sens. C’est une première frontière de la connaissance. Les plus puissantes théories qui décrivent le monde se confondent, divergent, et les certitudes vacillent.
Une seule superforce, la supergravité, aurait régné en maître sur les prémices de l’Univers, puis, apparaîtront les quatre forces fondamentales qui agissent sur la matière : gravité, force nucléaire faible, force nucléaire forte et électromagnétisme. C’est l’ère de la grande unification des forces. La gravité est la première des quatre forces à se séparer de la superforce originelle.
De cette époque primordiale proviendrait un grondement sourd. Les ondes de gravité ont envahi le cosmos à l'aube des temps, mais le vestige de leur murmure n’a encore jamais été décelé par un instrument terrestre. La superforce s'est transformée en une nouvelle entité appelée force électronucléaire. Celle-ci fédère les forces nucléaires faible et forte, ainsi que l'interaction électromagnétique.
Au premier cent-millième de seconde, les protons et les neutrons se forment. Ils sont les futurs constituants des noyaux d’atomes et de la matière ordinaire. Ces objets plus familiers sont assemblés à partir de trois quarks, particules élémentaires dont le nom est un clin d'œil au roman Finnegan's Wake de James Joyce. Les quarks, eux, subissent une transition fondamentale vers un état dit "confiné".
Jusqu'à une seconde, la matière prend le pas sur l’antimatière. Dans un furieux élan de destruction, la matière bénéficie d'un léger excès de force qui lui fait anéantir sa sœur ennemie. Les particules et leurs antiparticules s’annihilent en pure énergie. Problème : pourquoi la matière et l’antimatière n'étaient-elles pas apparues en quantités rigoureusement égales au départ ? Comment la première a-t-elle pris le dessus sur son double ? Vaste question qui met en jeu l'unité de la physique et des recherches de pointe.
Au terme des trois premières minutes de l’histoire, les premiers noyaux d'atomes apparaissent. Ils sont caractéristiques des éléments chimiques dits “légers”. Jusqu'alors, seuls les protons, c'est-à-dire les noyaux d'hydrogène, élément le plus simple de la nature, se sont manifestés.
Petit à petit, ils vont s'assembler les uns aux autres pour fabriquer l’hydrogène lourd, le deutérium, et l’hélium. La température est d’un milliard de degrés. Depuis, l’Univers visible contient 73% d’hydrogène et 25% d’hélium.
Après 400 000 ans, c’est l’ère de la transparence. La température de la soupe primordiale a baissé. Les électrons porteurs d'une charge électrique négative se lient aux noyaux. Ainsi se constituent pour la première fois des édifices électriquement neutres : les atomes.
La matière devient transparente et la lumière se propage librement. Un gigantesque flash est émis alors que la température atteint 3 000 degrés.
Il nous parvient affaibli et refroidi, à 3 degrés, sur Terre, c’est le rayonnement cosmologique. Il est étonnamment uniforme, pourtant ses fluctuations sont à l'origine des galaxies.
(CNRS)
- Voir aussi :
L'UNIVERS, DU BIG BANG A NOS JOURS
LA NAISSANCE DE L'UNIVERS - Superscience
L'HISTOIRE DU MONDE - Du Big Bang à l'humanité
QU'EST-CE QUE L'UNIVERS ? - La Fabuleuse Histoire de la Science
L'EXPANSION DE L'UNIVERS EST-ELLE INFINIE ? - Nuit des étoiles - Arte