La science moderne considère l’histoire de notre monde du point de vue de la célèbre théorie de la relativité sous une forme générale d’Albert Einstein. Ce sont les concepts créés par le grand scientifique, basés sur l’idée du modèle et de l’évolution de l’univers, qui sont activement utilisés par les chercheurs modernes afin de mieux nous comprendre et de mieux comprendre ce qui nous entoure. Approfondissons également ce sujet.
Table des matières
Le début des débuts
Tout ce qui existe aujourd’hui est né d’un seul point zéro, où était concentrée une énorme quantité d’énergie dont les paramètres, tels que la température, la pression et la densité, étaient incroyablement élevés. Cet état, qui s’est produit il y a environ 13 milliards d’années, est appelé singularité. Mais à un moment donné — le temps de Planck — le Big Bang se produit, et un petit univers apparaît alors, dont la taille n’est que de quelques microns.
Les caractéristiques physiques du monde qui commençait à exister n’ont pas été d’une grande utilité pour l’émergence de la vie.
Matériaux par thème
Les principaux types d’interaction — gravitationnelle, électromagnétique, faible et forte — faisaient partie d’une force unique en raison de la température élevée, de sorte qu’aucune des particules déjà potentiellement existantes à l’époque, mais non matérialisées, n’avait de masse en tant que telle. À ce moment-là, l’espace symétrique était rempli d’un gaz absolument idéal, créé à partir de particules encore virtuelles.
Par la suite, la symétrie a été brisée et la gravité a été séparée des autres forces d’interaction. À peu près à la même époque, les premières particules — les bosons — acquièrent une masse, mais se désintègrent presque immédiatement en quarks, neutrinos, électrons, muons, etc. L’interaction nucléaire apparaît. L’Univers atteint les 10 centimètres.
Le développement
Les électrons et les positrons, en tant que particules et antiparticules, ainsi que les bosons et certaines autres particules, telles que les neutrinos, entrent en collision les uns avec les autres et provoquent une annihilation, au cours de laquelle des photons se forment. Leur nombre dépasse déjà largement celui de tous les quarks existant à ce moment-là. À peu près au même moment, toutes les particules atteignent l’équilibre entre elles.
L’évolution de l’univers : un bref aperçu
L’Univers continue de se refroidir. Sa température atteint presque 10*15K et sa taille devient vraiment impressionnante — jusqu’à un milliard de kilomètres. Une nouvelle brisure de symétrie se produit et, par conséquent, les quatre types d’interactions deviennent des forces distinctes. L’équilibre thermodynamique des bosons est rompu et les particules qui n’avaient pas de masse auparavant en acquièrent une.
L’Univers continue de s’étendre, sa température et son niveau d’énergie continuent de baisser. Des baryons stables (neutrons, protons) apparaissent, qui se forment à partir des quarks et constituent la matière baryonique, c’est-à-dire la matière qui nous compose et qui compose presque tout ce qui nous entoure. La formation de photons par annihilation se poursuit. À l’heure actuelle, ces particules ont suffisamment refroidi (jusqu’à 2,7 K) et font partie du rayonnement de fond des micro-ondes dans l’espace — le rayonnement relique, qui a été découvert par les scientifiques relativement récemment, en 1964. C’est à peu près là que se termine la première seconde de l’existence de l’univers.
Qu’est-ce que le rayonnement relique ?
Sa gamme de fréquences s’étend de 500 MHz à 500 GHz. La plus grande longueur d’onde est de 60 centimètres et la plus courte de 0,6 millimètre. Avec de tels paramètres, le rayonnement relique — ou fond extragalactique micro-ondes — est porteur d’une énorme quantité d’informations sur l’évolution de l’Univers avant que les galaxies, les quasars et bien d’autres objets ne commencent à se former.
Comme l’a montré l’étude de l’isotropie, la source du rayonnement n’est ni certains points, ni le centre des galaxies, ni aucun endroit du système solaire, ce qui a permis de conclure à une origine extragalactique. Ce fait a d’ailleurs confirmé l’hypothèse de l'»univers chaud», qui permet de développer la théorie de l’évolution telle qu’elle était acceptée.
Après la première seconde.
La densité des particules diminue considérablement et, par conséquent, la fréquence des interactions avec les neutrinos diminue et l’équilibre thermodynamique de ces derniers avec les autres devient impossible. Pour des raisons indépendantes de ce fait, le rayonnement relique des neutrinos n’a jamais été détecté.
Matériaux par thème
Les positrons et les électrons cessent d’être formés en permanence. L’Univers devient complètement neutre électriquement.
Cent secondes après le Bang, les premiers éléments chimiques à noyau léger (hydrogène, lithium, hélium, deutérium) commencent à apparaître par fusion des neutrons et des protons. Les particules superflues se désintègrent. C’est ainsi que se produit la nucléosynthèse primaire.
300 000 ans plus tard.
La température descend à 10 000 K. La taille de l’Univers dépasse les dizaines de millions d’années-lumière de diamètre. Les noyaux sont dotés d’une enveloppe électronique, ce qui donne naissance aux premiers atomes légers comme l’hélium et l’hydrogène. À peu près au même moment, le phénomène du rayonnement relique commence son histoire. L’espace est enfin visible, et non plus transparent comme au début. La gravité commence à rassembler la matière. Tout cela contribue à l’apparition des premières étoiles, puis des galaxies.
Que se passe-t-il ensuite ?
Il existe quelques scénarios de base dans lesquels l’évolution de l’univers se poursuivra. Naturellement, le processus d’expansion se poursuivra et, s’il est suffisamment uniforme, l’énergie sera tôt ou tard épuisée, ce qui, selon les prévisions des scientifiques, conduira à la mort thermique.
Une autre option est le Big Bang, c’est-à-dire la désintégration de tout ce qui a déjà été créé à la suite du Big Bang. Cela se produirait si l’expansion de l’univers s’accélérait. Il existe également un scénario de «grande compression», qui se produirait si l’expansion ralentissait, puis disparaissait.
Personne ne sait exactement comment cela se produira. Il n’y a que des suppositions, des hypothèses et des théories, et une seule chose est sûre : le temps nous montrera certainement comment notre Univers se développera.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023