L'univers : du Big Bang à maintenant en 10 étapes faciles

Cette impression d

Cette impression d'artiste montre des galaxies à une époque moins d'un milliard d'années après le Big Bang, lorsque l'univers était encore partiellement rempli de brouillard d'hydrogène qui absorbait la lumière ultraviolette. (Crédit image : ESO / M. Kornmesser)



introduction

Ce protoamas extrêmement éloigné représente un groupe de galaxies se formant très tôt dans l



Subaru/P. Capak (SSC/Caltech)

La théorie largement acceptée pour l'origine et l'évolution de notre univers est le modèle du Big Bang, qui affirme que l'univers a commencé comme un point incroyablement chaud et dense il y a environ 13,7 milliards d'années. Alors, comment l'univers est-il passé de quelques fractions de pouce (quelques millimètres) à ce qu'il est aujourd'hui ?

Voici une ventilation du Big Bang à présent en 10 étapes faciles à comprendre.

Il a fallu un peu plus de sept jours pour créer l'univers tel que nous le connaissons aujourd'hui. demokratija.eu se penche sur les mystères des cieux dans notre série en huit parties : L'histoire et l'avenir du cosmos. Ceci est la partie 3 de cette série.



Étape 1 : Comment tout a commencé

NASA/WMAP

NASA/WMAP

Le Big Bang n'était pas une explosion dans l'espace, comme le nom de la théorie pourrait le suggérer. Au lieu de cela, c'était l'apparition de l'espace partout dans l'univers, ont déclaré des chercheurs. Selon la théorie du Big Bang, l'univers est né comme un point unique très chaud et très dense dans l'espace.

Les cosmologistes ne savent pas ce qui s'est passé avant ce moment, mais avec des missions spatiales sophistiquées, des télescopes au sol et des calculs compliqués, les scientifiques ont travaillé pour brosser un tableau plus clair de l'univers primitif et de sa formation. [ Histoire complète ]

Une partie clé de cela provient des observations du fond diffus cosmologique, qui contient la rémanence de la lumière et du rayonnement laissés par le Big Bang. Cette relique du Big Bang imprègne l'univers et est visible par les détecteurs de micro-ondes, ce qui permet aux scientifiques de reconstituer des indices de l'univers primitif.

En 2001, la NASA a lancé la mission Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) pour étudier les conditions telles qu'elles existaient dans l'univers primitif en mesurant le rayonnement du fond diffus cosmologique. Entre autres découvertes, WMAP a pu déterminer l'âge de l'univers, âgé d'environ 13,7 milliards d'années.



Étape 2 : la première poussée de croissance de l'univers

Hubble repère 500 galaxies dans l

NASA, ESA et S. Beckwith (STScI) et l'équipe HUDF

Lorsque l'univers était très jeune - quelque chose comme un centième de milliardième de billionième de billionième de seconde (ouf !) - il a subi une incroyable poussée de croissance. Au cours de cette explosion d'expansion, connue sous le nom d'inflation, l'univers a grandi de façon exponentielle et a doublé de taille au moins 90 fois.

'L'univers était en expansion, et au fur et à mesure qu'il s'étendait, il devenait plus froid et moins dense', a déclaré à demokratija.eu David Spergel, astrophysicien théoricien à l'Université de Princeton à Princeton, N.J.. [ Histoire complète ]

Après l'inflation, l'univers a continué de croître, mais à un rythme plus lent. Au fur et à mesure que l'espace s'étendait, l'univers s'est refroidi et de la matière s'est formée.



Étape 3 : Trop chaud pour briller

Des astronomes détectent la première fraction de seconde de l

NASA/WMAP

Des éléments chimiques légers ont été créés dans les trois premières minutes de la formation de l'univers. Au fur et à mesure de l'expansion de l'univers, les températures se sont refroidies et des protons et des neutrons sont entrés en collision pour produire du deutérium, qui est un isotope de l'hydrogène. Une grande partie de ce deutérium s'est combinée pour produire de l'hélium.

Pendant les 380 000 premières années après le Big Bang, cependant, la chaleur intense de la création de l'univers l'a rendu essentiellement trop chaud pour que la lumière brille. Les atomes se sont écrasés avec suffisamment de force pour se briser en un plasma dense et opaque de protons, de neutrons et d'électrons qui ont diffusé la lumière comme du brouillard.

Étape 4 : Que la lumière soit

Une nouvelle carte du ciel pourrait aider à révéler comment l

Consortiums ESA/LFI & HFI

Environ 380 000 ans après le Big Bang, la matière s'est suffisamment refroidie pour que les électrons se combinent avec les noyaux pour former des atomes neutres. Cette phase est connue sous le nom de « recombinaison », et l'absorption d'électrons libres a rendu l'univers transparent. La lumière qui s'est déchaînée à cette époque est détectable aujourd'hui sous forme de rayonnement provenant du fond diffus cosmologique.

Pourtant, l'ère de la recombinaison a été suivie d'une période d'obscurité avant la formation d'étoiles et d'autres objets brillants. [ Histoire complète ]

Étape 5 : Sortir de l'âge des ténèbres cosmiques

Amas de galaxies géantes vu dans l

ESA XMM-Newton/EPIC, LBT/LBC, AIP (J. Kohnert)

Environ 400 millions d'années après le Big Bang, l'univers a commencé à sortir de ses âges sombres. Cette période de l'évolution de l'univers est appelée l'âge de la réionisation.

Cette phase dynamique aurait duré plus d'un demi-milliard d'années, mais sur la base de nouvelles observations, les scientifiques pensent que la réionisation s'est peut-être produite plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant. [ Histoire complète ]

Pendant ce temps, des amas de gaz se sont effondrés suffisamment pour former les toutes premières étoiles et galaxies. La lumière ultraviolette émise par ces événements énergétiques a éliminé et détruit la majeure partie du gaz hydrogène neutre environnant. Le processus de réionisation, ainsi que l'élimination du gaz d'hydrogène brumeux, ont rendu l'univers transparent à la lumière ultraviolette pour la première fois.

Étape 6 : Plus d'étoiles et plus de galaxies

Cette image du télescope spatial Hubble de l

ESA, Hubble, NASA

Les astronomes parcourent l'univers à la recherche des galaxies les plus éloignées et les plus anciennes pour les aider à comprendre les propriétés de l'univers primitif. De même, en étudiant le fond diffus cosmologique, les astronomes peuvent travailler à rebours pour reconstituer les événements qui ont précédé. [ Histoire complète ]

Les données de missions plus anciennes comme WMAP et le Cosmic Background Explorer (COBE), lancé en 1989, et de missions toujours en activité, comme le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, aident toutes les scientifiques à tenter de résoudre les mystères les plus durables et à répondre aux questions les plus débattues en cosmologie.

Étape 7 : Naissance de notre système solaire

Les planètes du système solaire telles que représentées par une illustration d

Nasa

On estime que notre système solaire est né un peu après 9 milliards d'années après le Big Bang, ce qui lui donne environ 4,6 milliards d'années. Selon les estimations actuelles, le soleil est l'une des plus de 100 milliards d'étoiles dans notre seule galaxie de la Voie lactée, et orbite à environ 25 000 années-lumière du noyau galactique.

De nombreux scientifiques pensent que le soleil et le reste de notre système solaire ont été formés à partir d'un nuage géant en rotation de gaz et de poussière connu sous le nom de nébuleuse solaire. Lorsque la gravité a provoqué l'effondrement de la nébuleuse, elle a tourné plus rapidement et s'est aplatie en un disque. Au cours de cette phase, la majeure partie de la matière a été tirée vers le centre pour former le soleil. [ Infographie du système solaire : de l'intérieur vers l'extérieur ]

Étape 8 : Les choses invisibles dans l'univers

Une collision cosmique colossale révèle une mystérieuse matière noire

Rayons X : NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al. ; Optique : NASA/STScI ; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Carte des lentilles : NASA/STScI ; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Dans les années 1960 et 1970, les astronomes ont commencé à penser qu'il pourrait y avoir plus de masse dans l'univers que ce qui est visible. Vera Rubin, astronome à la Carnegie Institution de Washington, a observé les vitesses des étoiles à divers endroits dans les galaxies.

La physique newtonienne de base implique que les étoiles à la périphérie d'une galaxie orbiteraient plus lentement que les étoiles au centre, mais Rubin n'a trouvé aucune différence dans les vitesses des étoiles plus éloignées. En fait, elle a découvert que toutes les étoiles d'une galaxie semblent tourner autour du centre à plus ou moins la même vitesse. [ Histoire complète ]

Cette masse mystérieuse et invisible est devenue la matière noire. La matière noire est déduite en raison de l'attraction gravitationnelle qu'elle exerce sur la matière ordinaire. Une hypothèse affirme que la substance mystérieuse pourrait être formée de particules exotiques qui n'interagissent pas avec la lumière ou la matière régulière, c'est pourquoi elle a été si difficile à détecter.

On pense que la matière noire représente 23 % de l'univers. En comparaison, seulement 4% de l'univers est composé de matière régulière, qui comprend des étoiles, des planètes et des personnes.

Étape 9 : L'univers en expansion et en accélération

Chubby Galaxy Cluster suggère que l

NASA, ESA, D. Coe (NASA Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology et Space Telescope Science Institute), N. Benitez (Institut d'astrophysique d'Andalousie, Espagne), T. Broadhurst (Université du Pays basque, Espagne) , et H. Ford

Dans les années 1920, l'astronome Edwin Hubble a fait une découverte révolutionnaire sur l'univers. À l'aide d'un télescope nouvellement construit à l'observatoire du mont Wilson à Los Angeles, Hubble a observé que l'univers n'est pas statique, mais qu'il est plutôt en expansion.

Des décennies plus tard, en 1998, le prolifique télescope spatial nommé d'après le célèbre astronome, le télescope spatial Hubble, a étudié des supernovas très lointaines et a découvert qu'il y a longtemps, l'univers s'étendait plus lentement qu'il ne l'est aujourd'hui. Cette découverte était surprenante car on a longtemps pensé que la gravité de la matière dans l'univers ralentirait son expansion, voire la ferait se contracter. [ Histoire complète ]

On pense que l'énergie noire est la force étrange qui sépare le cosmos à une vitesse toujours croissante, mais elle reste non détectée et entourée de mystère. L'existence de cette énergie insaisissable, qui représenterait 73% de l'univers, est l'un des sujets les plus débattus en cosmologie.

Étape 10 : Nous avons encore besoin d'en savoir plus

L

Nasa

Alors que beaucoup a été découvert sur la création et l'évolution de l'univers, il y a des questions persistantes qui restent sans réponse. La matière noire et l'énergie noire restent deux des plus grands mystères, mais les cosmologistes continuent de sonder l'univers dans l'espoir de mieux comprendre comment tout a commencé.

Il a fallu un peu plus de sept jours pour créer l'univers tel que nous le connaissons aujourd'hui. demokratija.eu se penche sur les mystères des cieux dans notre série en huit parties : L'histoire et l'avenir du cosmos. Ceci est la partie 3 de cette série.