L’Univers tel que la Science le conçoit en 2014
La singularité initiale peut se penser être le néant, c’est à dire l’absence de toute chose, vers une premiere chose. Cet état primordial est supposé être le début de l’histoire de l’Univers. L’inflation cosmique (modèle cosmologique) a connu une phase d’expansion très violente qui lui aurait permis de grossir d’un facteur juste immense. À cet instant crucial notre Univers, agité de distorsions, de courbures incontrôlables, s’est mis à enfler de manière démesurée. Cet espace n’a peut-être pas de bords ni de frontières tangibles. Ses dimensions pourraient d’ores et déjà s’avérer infinies. Sa densité est inconcevable. Il n’y a aucun lieu privilégié, l’expansion de l’espace se produit partout, dans toutes les directions à la fois, en même temps et au même rythme (il est homogène et isotrope). Jusque-là le temps n’existait pas, ou s’il existait ce n’est pas tel que nous le concevons aujourd’hui.
Le fond diffus cosmologique
Sa grandeur ne pouvait être clairement distinguée de celle de l’espace. Puis soudain, le temps a commencé à s’écouler du passé vers le futur. Et les fractions de seconde se sont égrenées. On appelle cette zone de méconnaissance et d’ignorance, « l’Ère de Planck ». Elle porte le nom du physicien allemand, prix Nobel 1918, qui fut l’un des pionniers de l’idée selon laquelle le cosmos évolue en échangeant l’énergie en forme de quanta. Sa durée de vie vaut 10-43 seconde. C’est la période la plus infime dont on puisse apprécier l’étendue. Plus tard, le chanoine belge Georges Lemaître aura l’intuition d’un Univers primitif réduit à un unique « atome » d’énergie. Au-delà de toute limite technologique, l’infiniment petit et l’infiniment grand se rejoignent. Il règne une température colossale de 10+32 degrés : des particules et des anti-particules éphémères apparaissent et disparaissent sans cesse. On parle de particules « virtuelles ». Elles portent, chacune, une énergie gigantesque.
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La formation des étoiles
Des trous noirs évanescents font irruption avant de s’évaporer aussitôt. Les quatre forces d’interactions universelles auxquelles nous sommes soumis (la force gravitationnelle, la force électrostatique et les deux forces nucléaires : la forte et la faible) se trouvent fondues en une seule « superforce »: la « supergravité » quantique. Temps, espace, matière et énergie sont indiscernables. Puis soudain, une gigantesque fluctuation fait sentir sa vigueur. Pourquoi ici, plutôt que là-bas ? Nul n’en sait rien. C’est le hasard (que je retrouve souvent même en génétique d’après Albert Jacquard). Selon certains, le cosmos essaie tous les possibles. Les électrons, les quarks et les neutrinos surgissent et s’unissent pour former l’atome d’où les photons pourront s’échapper. Ce rayonnement est appelé aujourd’hui fond diffus cosmologique, ou parfois rayonnement fossile. Il correspond à un rayonnement de corps noir à basse température (2,7 kelvins). Puis vient la période des âges sombres, époque située entre l’émission du fond diffus cosmologique (la recombinaison) et l’allumage de la première génération d’étoiles.
Début de la structuration galactique, et de l’ère stellaire :
C’est durant la période des âges sombres qu’a commencé la formation des grandes structures. À ce momen, l’Univers est un gaz diffus d’hydrogène et d’hélium qui se rassemblent pour former les premières galaxies.
La table des éléments
L’allumage des premières étoiles marque la réionisation du gaz et la fin des âges sombres. Les atomes se combinent et forment les premiers éléments, hydrogène, hélium, etc.
L’Univers que nous habitons aujourd’hui a comme mérite d’avoir été retenu par la sélection naturelle de la vie. Et son histoire n’est pas finie !
Crédits, CNRS, Wikipédia et d’une synthèse personnelle des vidéos d’Étienne Klein, d’Hubert Reeves et d’Albert Jacquard.
12 mai 2014.
À suivre