Nous saluons le retour! La dernière fois, nous avons discuté des premiers moments controversés et mouvementés qui ont suivi la naissance de notre cosmos. En regardant autour de nous aujourd'hui, nous savons qu'en l'espace de quelques milliards d'années seulement, l'univers a été transformé de cet amalgame boursouflé de minuscules particules élémentaires en une vaste étendue organisée qui regorge de structures à grande échelle. Comment cela se produit-il?
Résumons. Lorsque nous nous sommes arrêtés, l'univers était une soupe chaotique de matière simple et de rayonnement. Un photon ne pourrait pas voyager très loin sans se cogner et être absorbé par une particule chargée, l'exciter et être ensuite émis, juste pour recommencer le cycle. Après environ trois minutes, la température ambiante s'était refroidie à un point tel que ces particules chargées (protons et électrons) pouvaient commencer à se rassembler et à former des noyaux stables.
Mais, malgré la baisse de température, il faisait encore assez chaud pour que ces noyaux commencent à se combiner en éléments plus lourds. Au cours des prochaines minutes, l'univers a cuit divers isotopes des noyaux d'hydrogène, d'hélium et de lithium dans un processus communément appelé nucléosynthèse du big bang. Au fil du temps et de l'expansion de l'univers, ces noyaux ont lentement capturé les électrons environnants jusqu'à ce que des atomes neutres dominent le paysage. Enfin, après environ 300 000 ans, les photons pouvaient voyager librement à travers l'univers sans que des particules chargées ne se mettent en travers de leur chemin. Le rayonnement de fond micro-ondes cosmique que les astronomes observent aujourd'hui est en fait la lumière relique de ce moment même, étirée dans le temps en raison de l'expansion de l'univers.
Si vous regardez une image du CMB (ci-dessus), vous verrez un motif de patchs de couleurs différentes qui représentent des anisotropies dans la température de fond du cosmos. Ces différences de température provenaient à l'origine de minuscules fluctuations quantiques qui ont été considérablement explosées dans l'univers très précoce. Au cours des quelques centaines de millions d'années qui ont suivi, les régions légèrement trop denses du tissu spatio-temporel ont attiré de plus en plus de matière (à la fois baryonique - du genre dont vous et moi sommes faits - et sombre) sous l'influence de la gravité. Certaines petites régions sont finalement devenues si chaudes et denses qu'elles ont pu commencer la fusion nucléaire dans leurs noyaux; ainsi, dans une danse délicate entre gravité externe et pression interne, les premières étoiles sont nées. La gravité a ensuite poursuivi son attraction, entraînant des amas d'étoiles dans des galaxies et plus tard, des amas de galaxies dans des amas de galaxies. Certaines étoiles massives se sont effondrées dans des trous noirs. D'autres sont devenus si lourds et gonflés qu'ils ont explosé, crachant des morceaux de débris riches en métaux dans toutes les directions. Il y a environ 4,7 milliards d'années, une partie de ce matériau s'est retrouvée en orbite autour d'une étoile de séquence principale modeste, créant des planètes de toutes tailles, formes et compositions - notre système solaire!
Des milliards d'années de géologie et d'évolution plus tard, nous voici. Et le reste de l'univers est là. C’est une histoire assez frappante. Mais quelle est la prochaine étape? Et comment savons-nous que toute cette théorie est même proche de la corriger? Assurez-vous de revenir la prochaine fois pour le découvrir!
