Big Bang

Le Big Bang appartient à la catégorie des théories qui tentent de retracer entièrement l’histoire de la naissance de l’Univers, de déterminer les processus initiaux, actuels et finaux de sa vie.

La question ultime de l’univers

Y a-t-il eu quelque chose avant l’apparition de l’Univers ? Cette question fondamentale, presque métaphysique, est toujours posée par les scientifiques. L’origine et l’évolution de l’univers ont toujours été et restent l’objet de débats passionnés, d’hypothèses incroyables et de théories qui s’excluent mutuellement. Les principales versions de l’origine de tout ce qui nous entoure, selon l’interprétation de l’église, supposaient une intervention divine, tandis que le monde scientifique soutenait l’hypothèse d’Aristote sur la nature statique de l’univers. C’est à ce dernier modèle qu’ont adhéré Newton, qui a défendu l’absence de limites et la constance de l’univers, et Kant, qui a développé cette théorie dans ses écrits. En 1929, l’astronome et cosmologiste américain Edwin Hubble a radicalement changé la vision des scientifiques sur le monde.

Matériel sur le sujet

Il a non seulement découvert la présence de nombreuses galaxies, mais aussi l’expansion de l’univers, c’est-à-dire l’augmentation isotrope continue de la taille de l’espace extra-atmosphérique qui a commencé au moment du Big Bang.

À qui doit-on la découverte du Big Bang ?

Les travaux d’Albert Einstein sur la théorie de la relativité et ses équations gravitationnelles ont permis à de Sitter de créer un modèle cosmologique de l’univers. Les recherches ultérieures ont été liées à ce modèle. En 1923, Weyl a suggéré que la matière placée dans l’espace devait être en expansion. Les travaux du remarquable mathématicien et physicien A. A. Friedman ont joué un rôle essentiel dans l’élaboration de cette théorie. En 1922, il a admis l’expansion de l’Univers et a tiré des conclusions raisonnables selon lesquelles le début de toute la matière se trouvait en un point infiniment dense, et le développement de tout cela a donné le Big Bang. En 1929, Hubble a publié ses articles expliquant la subordination de la vitesse radiale à la distance, ce travail est devenu plus tard connu sous le nom de loi de Hubble.

Carte du rayonnement relique

Г. A. Gamow, se basant sur la théorie du Big Bang de Friedman, a développé l’idée d’une température élevée de la matière initiale. Il a également suggéré la présence d’un rayonnement cosmique, qui n’a pas disparu avec l’expansion et le refroidissement du monde. Le scientifique a effectué des calculs préliminaires sur la température possible du rayonnement résiduel. Sa valeur estimée était de l’ordre de 1 à 10 K. En 1950, Gamow a effectué des calculs plus précis. Gamow a effectué des calculs plus précis et a annoncé un résultat de 3 K. En 1964, des radioastronomes américains, chargés d’améliorer l’antenne en excluant tous les signaux possibles, ont déterminé les paramètres du rayonnement cosmique. La température du rayonnement cosmique est de 3 K. Cette information a été la confirmation la plus importante des travaux de Gamow et de l’existence du rayonnement relique. Les mesures ultérieures du rayonnement cosmique de fond, effectuées dans l’espace, ont finalement prouvé la justesse des calculs du scientifique. Vous pouvez consulter la carte du rayonnement relique en cliquant sur le lien suivant.

Idées modernes sur la théorie du Big Bang : comment cela s’est-il produit ?

La théorie du Big Bang est l’un des modèles qui expliquent de manière exhaustive les processus d’apparition et de développement de l’Univers connu. Selon la version largement acceptée aujourd’hui, il existait à l’origine une singularité cosmologique, c’est-à-dire un état de densité et de température infinies. Les physiciens ont élaboré une justification théorique de la naissance de l’univers à partir d’un point présentant un degré extraordinaire de densité et de température. Après le Big Bang, l’espace et la matière du cosmos ont entamé un processus continu d’expansion et de refroidissement stable. Selon les dernières recherches, le début de l’univers a été posé il y a au moins 13,7 milliards d’années.

Les points de départ de la formation de l’Univers

Le premier moment, dont la reconstitution est autorisée par les théories physiques, est l’époque de Planck, dont la formation a été possible 10-43 secondes après le Big Bang. La température de la matière a atteint 10*32 K et sa densité 10*93 g/cm3. Au cours de cette période, la gravitation a gagné en indépendance, s’étant séparée des interactions fondamentales. L’expansion continue et la diminution de la température ont provoqué la transition de phase des particules élémentaires.

La période suivante, caractérisée par une expansion spectaculaire de l’Univers, s’est déroulée après 10 à 35 secondes. C’est ce qu’on appelle l’inflation cosmique. L’expansion s’est faite par bonds, plusieurs fois plus importants que d’habitude. Cette période a permis de répondre à la question suivante : pourquoi la température est-elle la même en différents points de l’Univers ? Après le Big Bang, la matière ne s’est pas immédiatement dispersée dans l’Univers. Pendant 10 à 35 secondes, l’Univers est resté très compact et un équilibre thermique s’y est établi, qui n’a pas été perturbé par l’expansion inflationniste. Cette période a donné le matériau de base, le plasma de quarks et de gluons, utilisé pour former les protons et les neutrons. Ce processus s’est déroulé après une nouvelle baisse de température, on parle de «baryogénèse». La naissance de la matière s’est accompagnée de l’apparition simultanée de l’antimatière. Deux substances antagonistes se sont annihilées, devenant des rayonnements, mais le nombre de particules ordinaires a prévalu, ce qui a permis l’apparition de l’Univers.

La transition de phase suivante, qui s’est produite après la baisse de la température, a donné naissance aux particules élémentaires que nous connaissons. L’ère de la «nucléosynthèse» qui a suivi a été marquée par la combinaison des protons en isotopes légers. Les premiers noyaux formés avaient une courte durée de vie et se désintégraient lors des inévitables collisions avec d’autres particules. Des éléments plus stables sont apparus trois minutes seulement après la création du monde.

L’étape suivante a été la domination de la gravité sur les autres forces disponibles. 380 000 ans après le Big Bang, l’atome d’hydrogène est apparu. L’influence croissante de la gravité a mis fin à la période initiale de formation de l’Univers et a lancé le processus des premiers systèmes stellaires.

Même après près de 14 milliards d’années, il existe encore des radiations reliques dans l’espace. Son existence, associée au décalage vers le rouge, est un argument qui confirme la validité de la théorie du Big Bang.

Singularité cosmologique

Si, en utilisant la théorie générale de la relativité et le fait de l’expansion continue de l’univers, nous revenons au début des temps, la taille de l’univers sera égale à zéro. Le moment initial ou singularité cosmologique ne peut être décrit avec suffisamment de précision par la science à l’aide des connaissances physiques. Les équations appliquées ne sont pas adaptées à un objet aussi petit. Une symbiose capable de combiner la mécanique quantique et la relativité générale est nécessaire, mais elle n’a malheureusement pas encore été créée.

Évolution de l’univers : que nous réserve l’avenir ?

Les scientifiques envisagent deux scénarios possibles : soit l’expansion de l’Univers ne s’arrêtera jamais, soit elle atteindra un point critique et commencera le processus inverse — la contraction. Ce choix fondamental dépend de la valeur de la densité moyenne de la matière dans l’Univers. Si la valeur calculée est inférieure au point critique, le pronostic est favorable, si elle est supérieure, le monde retournera à un état singulier. À l’heure actuelle, les scientifiques ne connaissent pas la valeur exacte du paramètre décrit, de sorte que la question de l’avenir de l’univers reste en suspens.

L’attitude des religions face à la théorie du Big Bang

Les principales religions de l’humanité, à savoir le catholicisme, l’orthodoxie et l’islam, soutiennent à leur manière ce modèle de création du monde. Les représentants libéraux de ces confessions religieuses sont d’accord avec la théorie de l’origine de l’univers à la suite d’une intervention inexpliquée, définie comme le Big Bang.

Faits intéressants

Matériel sur le sujet

Connu du monde entier, le nom de la théorie — «Big Bang» — a été involontairement donné par l’opposant à la version de l’expansion de l’univers, Hoyle. Il considérait cette idée comme «totalement insatisfaisante». Après la publication de sa conférence, le terme a été immédiatement repris par le public.

Les raisons qui ont provoqué le Big Bang sont inconnues. Selon l’une des nombreuses versions d’A. Y. Glushko, la matière originelle comprimée en un point était un hyper-trou noir, et la cause de l’explosion était le contact de deux objets de ce type composés de particules et d’antiparticules. Lors de l’annihilation, la matière a partiellement survécu et a donné naissance à notre univers.

Les ingénieurs Penzias et Wilson, qui ont découvert le rayonnement relique de l’univers, ont reçu le prix Nobel de physique.

La température du rayonnement relique était initialement très élevée. Après quelques millions d’années, ce paramètre se situait dans la fourchette, ce qui permettait d’envisager l’origine de la vie. Mais à cette époque, seul un petit nombre de planètes s’étaient formées.

Les observations et les recherches astronomiques permettent de répondre aux questions les plus importantes pour l’humanité : «Comment les choses sont-elles apparues et que nous réserve l’avenir ? Bien que tous les problèmes ne soient pas résolus et que la cause première de l’univers n’ait pas d’explication stricte et cohérente, la théorie du Big Bang a acquis un nombre suffisant de confirmations qui en font le modèle principal et acceptable de l’origine de l’univers.

Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023