Le Big Bang est une théorie scientifique qui tente d'expliquer les premiers instants de l'Univers.
-Le grand public comprend « Big Bang » comme une description de l’origine de l’Univers. Mais le Big Bang n’est pas nécessairement le début de l’Univers comme on le dit souvent. Nous ne savons pas encore ce qui est à l’origine de cet état extrêmement chaud et dense.
-L’univers dans lequel nous vivons est en expansion, c’est un fait établi. Étant en perpétuelle expansion, il était plus petit et plus dense dans le passé. Les modèles cosmologiques décrivent ainsi un Univers primordial extrêmement chaud et dense.
-Chaque centimètre cube d'espace contient aujourd'hui environ 400 photons issus du fond diffus cosmologique.
-Les observations du satellite Planck ont permis d'étudier avec une grande précision le rayonnement fossile de l'Univers. Elles ont notamment permis d'estimer l'âge de l'Univers à environ 13,8 milliards d'années et de mesurer la proportion de matière ordinaire, de matière noire et d'énergie sombre.
-Les estimations issues des observations de Planck indiquent environ :
4,8 % de matière ordinaire ;
25,8 % de matière noire, une matière invisible qui se manifeste notamment par ses effets gravitationnels ;
69,4 % d’énergie sombre, associée à l’accélération de l’expansion de l’Univers.
-L'Univers existe depuis environ 13,8 milliards d'années. Il est actuellement en expansion et cette expansion est observée comme étant accélérée.
-L'Univers est décrit comme ayant connu une expansion de l'espace-temps à partir d'un état extrêmement chaud et dense. La question de ce qui s'est passé avant les premières phases décrites par les modèles actuels reste ouverte.
-Pendant longtemps, différents scénarios ont été envisagés pour le futur de l'Univers. Si l'expansion se poursuivait indéfiniment, l'Univers continuerait à se refroidir. D'autres modèles ont envisagé une contraction pouvant conduire à un « Big Crunch ». Les observations actuelles indiquent cependant une expansion accélérée.
-L'âge de l'Univers est aujourd'hui estimé à environ 13,8 milliards d'années. La géométrie globale de l'Univers est très proche d'un espace plat selon les observations cosmologiques. La question de savoir si l'Univers est fini ou infini reste liée à sa géométrie globale et à la topologie de l'espace.
-Ce qu’on peut d’ores et déjà dire sur la singularité, c’est qu’il est inutile de la chercher dans un point précis de l’univers. L’Univers n’a pas grandi autour d’un point situé quelque part dans l’espace. Dans les modèles cosmologiques, c’est l’espace lui-même qui est en expansion.
-Ainsi, même si l’on parle parfois de « point initial », il faut comprendre que le Big Bang ne s’est pas produit comme une explosion à un endroit précis de l’espace. L’expansion concerne l’espace dans son ensemble.
-L'expansion de l'Univers étant établie par les observations et les travaux théoriques de nombreux scientifiques, l'idée s'est développée que l'Univers primordial était dans une phase extrêmement chaude et dense. La matière et le rayonnement y étaient fortement concentrés.
-La naissance du cosmos, dans le cadre du modèle du Big Bang, s'est accompagnée de la production et de l'évolution d'un rayonnement dont nous pouvons encore observer aujourd'hui une trace.
-Si l'Univers primordial était très chaud et très lumineux, il doit en rester une trace. C'est ce qu'étudient les satellites et les instruments qui mesurent le fond diffus cosmologique. Le satellite européen Planck a notamment permis de mesurer avec une très grande précision ce rayonnement fossile et ses irrégularités.
-Grâce à ces observations, les scientifiques peuvent déduire entre autres le contenu en matière et en énergie de l'Univers, son âge et sa géométrie. Ces données permettent également de mieux comprendre les mécanismes intervenus lors de l'inflation et des tout premiers instants accessibles aux modèles physiques.
-Dans l’Univers primordial très dense et chaud, la lumière ne pouvait pas se propager librement. L’Univers était opaque, comme une sorte d’épais brouillard. Alors que l’Univers se refroidit et se dilate, les premiers atomes se forment et la lumière peut finalement se propager librement. C’est le fond diffus cosmologique.
-Les taches observées dans les cartes du fond diffus cosmologique correspondent à de minuscules variations du rayonnement fossile. La lumière que nous recevons aujourd’hui a été émise lorsque l’Univers avait environ 380 000 ans.
-Depuis le début, il existe une ambiguïté entre la manière dont le grand public et les scientifiques utilisent l'expression « Big Bang ». Le grand public comprend souvent le Big Bang comme une description de l'origine de l'Univers.
-Les scientifiques utilisent plutôt cette expression pour désigner les premières étapes de l'évolution de l'Univers, depuis un état extrêmement chaud, dense et concentré jusqu'à l'Univers que nous observons aujourd'hui. Cet état est suffisamment proche de l'origine pour être étudié, mais il ne permet pas encore de répondre à la question ultime de l'origine de l'Univers.
-La recherche sur les premiers instants de l'Univers se poursuit en améliorant les connaissances théoriques et la se-es instruments : télescopes, satellites et accélérateurs de particules.
-Page révisée le 08/01/2017
-Il est sans doute prématuré de parler de découverte concernant l'origine ultime de l'Univers. Nous ne disposons pas aujourd'hui d'une certitude permettant d'affirmer ce qui s'est passé avant les premières phases décrites par le modèle cosmologique standard.
-Certains modèles théoriques envisagent toutefois que ce que nous considérons comme le début pourrait être un point de passage entre une phase antérieure de contraction et la phase actuelle d'expansion. Ces scénarios sont notamment associés à l'idée d'un Big Bounce, ou « grand rebond ». Ils restent des hypothèses théoriques étudiées par les scientifiques.
-Page révisée le 05/11/2018
Vidéo et texte (source : CEA Recherche)
-Depuis environ 13,8 milliards d’années, l’Univers n’a cessé d’évoluer. Contrairement à ce que nous disent nos yeux lorsque nous contemplons le ciel, ce qui le compose est loin d’être statique.
-Les physiciens disposent d'observations correspondant à différents âges de l'Univers et réalisent des simulations dans lesquelles ils étudient sa formation et son évolution. La matière noire semble avoir joué un rôle important dans la formation des grandes structures observées aujourd'hui.
-Depuis le début, il existe une ambiguïté entre la manière dont le grand public et les scientifiques utilisent l'expression « Big Bang ».
Le grand public comprend souvent le Big Bang comme une description de l'origine de l'Univers.
Les scientifiques l'utilisent plutôt pour désigner la suite des étapes de l'évolution de l'Univers, depuis un état chaud, dense et très concentré jusqu'à aujourd'hui.
-Cet état est suffisamment proche de l'origine mais ne constitue pas nécessairement l'origine elle-même. La quête concernant l'origine de l'Univers se poursuit en améliorant les connaissances théoriques et la sensibilité des instruments : télescopes et accélérateurs.
Les sources des images et des textes sont tirées de Sciences et Avenir, de recherches documentaires et de documentaires télévisés.
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