Astronomie

La théorie du Big Bang et l'origine de l'Univers

La théorie du Big Bang et l'origine de l'Univers

Le Big Bang, littéralement big bang, constitue le moment où "rien" n'émerge de toute matière, c'est-à-dire l'origine de l'univers.

Selon cette théorie (Big Bang Theory, pas "big ban" comme on l'appelle parfois), la matière était un point infiniment petit et de très haute densité qui, à un moment donné, explosé et il s'est étendu dans toutes les directions, créant ce que nous connaissons comme notre Univers, qui comprend également l'espace et le temps. Cela s'est produit il y a environ 13,8 milliards d'années. Les physiciens théoriques ont réussi à reconstruire cette chronologie des événements à 1/100 de seconde après le Big Bang.

Après le explosion, tandis que l'Univers s'est agrandi (de la même manière que lorsqu'il gonfle un ballon, il occupe plus d'espace), il s'est suffisamment refroidi et les premières particules subatomiques se sont formées: Electrons, Positrons, Mesons, Barions, Neutrinos, Photons et a long etcetera jusqu'à plus de 90 particules connues aujourd'hui.

Des atomes ultérieurs se sont formés. Pendant ce temps, en raison de la gravité, la matière a été regroupée pour former des nuages ​​de ces éléments primordiaux. Certains ont tellement grandi que des étoiles ont commencé à émerger et ont formé des galaxies.

Histoire de la théorie du Big Bang

En 1948, le physicien russe nationalisé américain George Gamow modifié la théorie de Lemaître du noyau primordial. Gamow a déclaré que l'Univers a été créé dans une gigantesque explosion et que les divers éléments observés aujourd'hui ont été produits pendant les premières minutes après la Grande Explosion, lorsque la température et la densité extrêmement élevées de l'Univers ont fusionné des particules subatomiques dans les éléments chimiques.

Des calculs plus récents indiquent que l'hydrogène et l'hélium auraient été les principaux produits du Big Bang, et les éléments les plus lourds ont été produits plus tard, à l'intérieur des étoiles. La théorie de Gamow, bien qu'élémentaire puis rectifiée, fournit une base pour comprendre les premières étapes de l'Univers et son évolution ultérieure.

La matière existant dans les premiers instants de l'Univers s'est rapidement développée. Lors de l'expansion, l'hélium et l'hydrogène se sont refroidis et condensés en étoiles et galaxies. Cela explique l'expansion de l'Univers et constitue la base physique de la loi de Hubble.

Au fur et à mesure de l'expansion de l'Univers, le rayonnement résiduel du Big Bang a continué de se refroidir jusqu'à atteindre une température d'environ 3 ° K (-270 ° C). Ces traces de rayonnement de fond micro-ondes ont été détectées par les radio-astronomes en 1964, fournissant ainsi ce que la plupart des astronomes considèrent comme une confirmation de la théorie du Big Bang.

Mesures récentes du décalage vers le rouge des supernovae, attribuées pour le moment à l'énergie sombre, ils indiquent que l'expansion de l'univers, loin de ralentir, s'accélère. L'étude des trous noirs et la récente découverte d'ondes gravitationnelles continuent de fournir des données plus intéressantes. Il semble que la recherche sur le Big Bang ait encore un long chemin à parcourir.

Univers ouvert ou fermé? Fini ou infini?

L'un des grands problèmes scientifiques non résolus du modèle de l'Univers en expansion est de savoir si l'Univers est ouvert ou fermé (c'est-à-dire s'il se développera indéfiniment ou se contractera à nouveau).

Une tentative pour résoudre ce problème consiste à déterminer si la densité moyenne de matière dans l'Univers est supérieure à la valeur critique dans le modèle de Friedmann. La masse d'une galaxie peut être mesurée en observant le mouvement de ses étoiles; en multipliant la masse de chaque galaxie par le nombre de galaxies, on voit que la densité n'est que de 5 à 10% de la valeur critique. La masse d'un amas de galaxies peut être déterminée de façon analogue, en mesurant le mouvement des galaxies qu'il contient. En multipliant cette masse par le nombre d'amas de galaxies, on obtient une densité beaucoup plus élevée, qui se rapproche de la limite critique, qui "semble indiquer" que l'Univers est fermé.

La différence entre ces deux méthodes suggère la présence de matière invisible, la soi-disant matière noire, à l'intérieur de chaque amas, mais en dehors des galaxies visibles. Tant que le phénomène de masse caché ne sera pas compris, cette méthode de détermination du destin de l'Univers ne sera pas convaincante.

Beaucoup des travaux habituels en cosmologie théorique se concentrent sur le développement d'une meilleure compréhension des processus qui auraient dû aboutir au Big Bang. Le théorie inflationniste, formulé dans les années 80, résout d'importantes difficultés dans l'approche originale de Gamow en incorporant les avancées récentes de la physique des particules élémentaires. Ces théories ont également conduit à des spéculations aussi audacieuses que la possibilité d'une infinité d'univers produits selon le modèle inflationniste.

Cependant, la plupart des cosmologistes sont plus préoccupés par la localisation de la matière noire, tandis qu'une minorité, dirigée par le suédois Hannes Alfvén, prix Nobel de physique, maintient l'idée que non seulement la gravité mais aussi les phénomènes de plasma, ils ont la clé pour comprendre la structure et l'évolution de l'Univers.

Il existe de nombreuses sources sur Internet qui développent davantage la théorie du Big Bang, à commencer par Wikipedia lui-même. Nous pouvons également nourrir notre curiosité en examinant les sujets énumérés ci-dessous.

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