Le Big Bang

-INTRO

     La théorie du big bang est assez récente. En effet, elle date seulement de 1929, et a été proposée par Edwin Hubble. Son nom a d'ailleurs été donné au télescope qui se trouve dans l'espace, à 600km de haut. Mais plus pour longtemps, il va être remplacé par le James Webb Space Télescope (JWST), qui sera encore plus incroyable. Mais ce n'est pas le sujet. Hubble, avec le télescope Hooker de l'observatoire du mont Wilson, a découvert que l'univers était en expansion. Mais comment a-t-il pu savoir cela ? En regardant les galaxies lointaines, Edwin a remarqué que plus les galaxies sont loin, et plus elles deviennent rouge (plus leurs longueurs d'ondes s'agrandissent). Il y a un décalage vers le rouge. Cela veut donc dire que les galaxies s'éloignent de nous (on peut le savoir grâce à l'effet Doppler, l'effet Doppler est le changement apparent de la fréquence d'un signal sonore, ou électromagnétique, reçu par un observateur mobile, par rapport à une source émettrice fixe ou bien, par un observateur fixe par rapport à une source émettrice mobile. La variation apparente de fréquence est proportionnelle à la vitesse relative entre l'observateur et la source le long du chemin qui les sépare, source : futura-science.com). Mais en plus de ça, il a pu observer que l'univers grandit de manière exponentiel. Si on remonte le temps, l'univers était infiniment petit. La théorie du big bang nous apprend que l'univers s'est créée à partir rien. Ce qui paraît bizarre et inimaginable. Lavoisier a dit « rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme ». Et pourtant, quelque chose s'est bien créée. Pour comprendre pourquoi je ne vais pas commencer au temps 0, et je vais vous expliquer pourquoi. Nos équations ne nous permettent pas d'aller jusque là. Nous pouvons calculer les chose jusqu'à ce qu'on appelle « le temps de Planck ». Il est égal à 10-43 sec. Maintenant que vous le savez, nous pouvons commencer :) bonne lecture.

1 PLANCK

     Dans l'univers que nous connaissons, les 4 interactions élémentaires (interaction nucléaire forte, interaction nucléaire faible, l'électromagnétisme et la gravité), mais au temps de Planck, ces 4 interactions n'existaient tout simplement pas. Il y avait une seule, et simple interactions. Elles étaient réunis.

10-36 sec

     Durant le deuxième temps de Planck, les 4 interactions qui régissent notre univers ont été séparées.

10-32 sec

     A ce moment là, l'univers avait la taille d'une balle de base-ball. L'expansion de l'univers n'a jamais été aussi forte, on appelle cela : « l'inflation ». on peut d'ailleurs en trouver les traces dans le rayonnement cosmique fossile. Une autre chose intéressante, si vous mesurez la température de l'univers dans une direction, elle sera identique à la température mesuré dans une autre direction. Cela nous permet de savoir que l'expansion de l'univers a été plus rapide que la vitesse de la lumière. Une énergie colossale a du être libérée à ce moment là. Nous pouvons prendre l 'exemple d'un ressort, qui, étant comprimé, a une énorme énergie. Quand on le relâche : BAM.

10-6 sec

     La très célèbre équation d'Einstein E=mc2, nous apprend que l'énergie peut se transformer en matière, et inversement. C'est exactement ce qu'il s'est passé à cet instant du big bang, l'énergie est devenue matière (E=mc2). Mais notre univers était encore trop chaud, les quarks ne pouvaient pas fusionner entre eux. Avant l'arrivée des accélérateurs de particules, on pensaient que notre univers, à ce moment là, était un gaz, composé de quarks. Une erreur de penser cela, en effet, c'était une soupe de quarks.

     Malheureusement tout a failli basculé à ce moment là du big bang. Un combat à mort, entre la matière et l'anti-matière fut déclaré. En effet au commencement, chaque particule s'est vu se former son anti-particule, et ils ne peuvent coexister. Si la une particule rencontre une anti-particule, et bien les deux particules disparaîtraient et une énorme quantité d'énergie sera créée (pour vous donner une comparaison, si une pomme de matière et une pomme d'anti-matière se rencontrent, ils libéreraient autant d'énergie qu'une bombe nucléaire de 10 mégatonne, cela correspondrai approximativement à la deuxième plus puissante bombe nucléaire américaine). Vous pouvez penser que notre univers aurait été bien différent si il était composé d'anti-matière, mais vous auriez tort;). Il ressemblerai à la même chose. Mais pourquoi notre univers est composé de matière et non d'anti-matière ? Une question encore sans réponse, 2 théorie s'affronte. La première serai qu'au commencement, il y avait légèrement plus de matière que d'anti-matière. La deuxième, nous apprend que l'anti-matière serai moins stable que la matière, et elle se désintégrerai plus vite. Voici les deux théorie, mais ce que l'on est sur, c'est que finalement, la matière constituant notre univers serai le reste de cette bataille.

      Arrivé là, il nous manque une pièce du puzzle, et une des plus importante. Pourquoi la matière a une masse ? Elle pourrait très bien ne pas avoir de masse, mais pourtant, elle en a une. Et deux particules n'ont pas forcément la même masse. Alors comment ont-ils eu une masse ? Question bien compliqué en apparence, mais en réalité, c'est très complexe. Dans les années 60, le physicien Peter Higgs, proposa une idée selon laquelle, au début de l'univers, il y eu un champs qui a donné à chaque particule une masse. C'est ce que l'on appelle : « le champ de Higgs ». c'est bien beau de savoir tout ça, mais on ne sait toujours pourquoi, telle particule a cette masse là, une autre particule une autre masse... Et bien, les particules qui interagissent le plus avec ce champ, sont plus difficile à bouger, et se comporte comme si elles étaient plus lourde. Celles qui interagissent le moins sont donc plus faciles à bouger, et donc, sont plus légère. Ce champs serai constitué de particules que l'on appelle « boson de Higgs » mais la presse, l'appelle « la particule de dieu ».

1 sec

     Cela fait déjà une seconde que notre univers est né, il fait la taille de trois mille fois celui de notre système solaire. Durant la première seconde, la vie de notre univers a été programmé, et a assez refroidi pour que les quarks se réunissent et forme les premiers protons et neutrons.

3 sec

     Les premiers noyaux atomique sont formés.

380 000 ans

     Les premiers atomes voient le jour (atome d'hydrogène, d'Hélium, et de Lithium).

200 millions d'années

     Les premières étoiles apparaissent.

1 milliard d'années

     Les galaxies comme la Voie Lactée (la galaxie dans laquelle nous nous trouvons), sont créées.

9 milliard d'années

     Enfin, 9 milliards d'années après le big bang, la Terre, notre seule maison, se forme.

     

    

     Pour conclure, je vais vous demander de penser à ce que tout cela veux dire. Que sommes-nous par rapport à cela ? Devant l'immensité de l'univers. Nous ne sommes qu'une part insignifiante, un rien,