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1 seconde après le Big Bang…

Crédits : iStock

Considéré à tort comme une explosion primordiale, le Big Bang ne représente pas un point de départ. Il se définit plus comme une histoire qui raconte comment s’est transformé un monde originel où les notions d’espace, de temps et de matière n’existent pas en un Univers palpable et temporel.

Lorsque le grand Hubble prouva en 1929 que l’Univers était en expansion, les conséquences furent très lourdes pour la cosmologie. Car si l’univers est en expansion, cela induit qu’il fut un jour beaucoup plus concentré et également plus chaud. Prendre le temps à rebours est possible, mais jusqu’à une certaine limite. Parvenir au temps zéro nous est effectivement impossible puisque les équations d’Einstein ne le permettent pas. En revanche, nous pouvons revenir par le calcul à ce qu’on appelle la « barrière de Planck », soit un dix millionième de milliardième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde après le Big Bang. Ainsi s’écrivent les premières lignes de notre Histoire dont nous n’aurons probablement jamais la préface… ou qui sait, peut-être un jour ?

De cette barrière pour le moment infranchissable, une avalanche d’événements a alors donné corps à la singularité initiale. Très vite, les quatre Forces de la Nature (force gravitationnelle, forces nucléaires forte et faible et force électromagnétique) se séparent et le cosmos entre dans une très courte période d’inflation au cours de laquelle la taille de l’univers augmente de façon exponentielle. L’Univers est soufflé quasi instantanément en un cent millième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde. Il s’apparente alors une bouillie brûlante de particules élémentaires de matière et d’antimatière nées de l’énergie pure composée de quarks et d’antiquarks, d’électrons et de positrons, de neutrinos et d’antineutrinos qui s’annihilent dès qu’elles se rencontrent.

Un cent millième de seconde après le début du Big Bang, la force nucléaire amène les quarks à se rassembler par trois pour former selon les combinaisons des protons ou des neutrons qui formeront à leur tour plus tard les noyaux des atomes. C’est au cours de cette première seconde que la matière dont nous sommes constitués prit le pas sur l’antimatière pour une raison encore débattue. Si au départ la création de matière et d’antimatière s’est faite en quantités équivalentes, les deux ne se sont visiblement pas comportées de la même manière.

La première seconde s’est enfin écoulée. L’Univers continue à se dilater et refroidi lentement, passant d’une température initiale estimée autour du milliard de milliards de milliards de degrés à une température d’environ un milliard de degrés. C’est ce « refroidissement » global qui mènera la force nucléaire forte à associer protons et neutrons. Au bout de trois minutes, les premiers noyaux d’atomes un peu plus complexes que le simple noyau d’atome d’hydrogène (noyau constitué d’un unique proton) peuvent ainsi voir le jour.

Ces trois premières minutes passées, la nucléosynthèse se poursuivra naturellement pendant un bon quart d’heure puis il faudra attendre les machines à fusion thermonucléaire que sont les premières étoiles pour enrichir le tableau des éléments. Tout cela ne sera connu que par le biais du calcul, car aucune de ces phases primordiales ne sera jamais observable par nos instruments, aussi précis soient-ils. Notre Univers restera en effet opaque jusqu’à ses 380 000 ans, date à laquelle les lumières s’allumeront. Cet instant fut d’ailleurs capturé : c’est le rayonnement fossile.

Source : Questions clés sciences – Mystérieux Big Bang