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Le Big Bang est né d'une singularité initiale,
une région de l'espace-temps. Photo © DR | |
Expansion accélérée
Les
cosmologues, scientifiques qui étudient l'histoire de l'Univers, sont à
peu près sûrs que lorsque le Big Bang s'est produit, le milieu était d'une
extrême densité et d'une température avoisinant les 10 puissance 32
degrés. De cette température élevée, plusieurs phases se succèdent
et elle va baisser au fur et à mesure de la croissance de l'Univers:
- Le mécanisme dit d'inflation se produit en conférant une homogénéisation
et une isotropisation de l'Univers en croissance, à savoir que ses propriétés
physiques restent inchangées quelle que soit la direction. L'inflation se caractérise
par une expansion extrêmement rapide de l'Univers, où l'énergie qui y règne se
convertit en particules qui vont interagir entre elles et s'échauffer. Cette phase
découverte par Alan Guth dans les années 80 est un des piliers de la théorie du
Big Bang.
- S'en suit un enchaînement important d'interactions entre électrons,
photons et neutrinos, des particules élémentaires qui constituent l'Univers. La
température y est encore assez importante, dix milliards de degrés. Mais à son
abaissement, les neutrinos se découplent créant un fond diffus. En dessous de
5 milliards de degrés, les photons et les électrons n'interagissent plus, laissant
place à un léger excès d'électrons.
La création
de la matière
- La nucléosynthèse primordiale est une phase
importante qui ne dure que trois minutes. La température inférieure à un milliard
de degrés permet l'apparition des premiers noyaux atomiques par combinaison de
nucléons (protons et neutrons). Seuls les noyaux les plus légers sont élaborés
comme ceux de l'hydrogène, de l'hélium et de lithium.
- 380 000 ans après
le Big Bang, les étoiles et les galaxies n'existent toujours pas. A ce moment,
la densité de l'Univers est faible et permet ainsi à la lumière de se propager.
Les électrons libres formaient le principal obstacle. Ils se combinent aux noyaux
atomiques pour créer des atomes. Cette époque est alors appelée la recombinaison.
Les scientifiques peuvent observer les traces de cette phase grâce à un rayonnement
fossile datant de cette époque : le fond diffus cosmologique.
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D'autres structures telles que les galaxies, les étoiles, les trous noirs vont
naître, 200 millions d'années après le Big Bang. A l'heure actuelle, notre Univers
est peu dense et froid. Il y existe des objets astrophysiques très chauds, les
étoiles en faible densité ; également 4% d'atomes, 23% de matière noire
(matière indétectable) et 73% d'énergie noire (énergie qui accélère l'expansion
de l'Univers).
