PARTIE 1 : ORIGINE DE L'UNIVERS admin9815 6 février 2021 (0) (524)
PARTIE 1 : ORIGINE DE L'UNIVERS

I. UN UNIVERS EN EXPANSION

 

1 – Bref rappel historique :

Jusqu’au début du XXème siècle, les scientifiques pensaient que l’Univers avait toujours existé, et que la matière était continuellement présente, éternelle. Ce modèle cosmologique était appelé « la théorie de l’état stationnaire ». État stationnaire car il était admis que l’Univers n’évoluait pas. Les scientifiques croyaient en un Univers ayant toujours été là. Lorsque le modèle du Big Bang avait initialement été proposé au début du XXème siècle, il fut reçu avec un grand scepticisme de la part de la communauté scientifique. Car tous savaient que si l’Univers avait une origine, cela ouvrait les possibilités d’une éventuelle cause à l’origine de celui-ci.

Mais ces cent dernières années, le modèle de l’Univers Éternel fut écarté face aux preuves du contraire. Les observations suggèrent maintenant comme on le sait, que l’Univers a eu un début il y a 13,7 milliards d’années.

2 – Les galaxies s’éloignent les unes des autres :

La première preuve fut la découverte de l’éloignement des galaxies. Le fait qu’elles s’éloignent les unes des autres avec le temps implique qu’à un moment donné, il y a très longtemps, elles étaient amassées ensemble, et donc que l’Univers avait une origine. L’éloignement des galaxies fut découvert en 1929 par l’astronome Edwin Hubble.

Prenons l’exemple d’un ballon gonflable : Si l’on fait des marques sur ce ballon dégonflé, plus on le gonflera plus celles-ci s’éloigneront les unes des autres. Les marques sont semblables aux galaxies qui ne cessent de s’éloigner les unes des autres à mesure que le ballon se gonfle, c’est-à-dire que l’Univers grandit.

3 – Le fond diffus cosmologique :

La deuxième preuve mettant en évidence la constante expansion de l’Univers fut la découverte du fond diffus cosmologique. L’expansion induit naturellement que l’Univers a été plus dense par le passé. À l’instar d’un gaz qui s’échauffe quand on le comprime, l’Univers devait aussi être plus chaud par le passé. Cette possibilité, évoquée pour la première fois en 1934 par Georges Lemaître, n’a réellement été étudiée qu’à partir des années 1940. Selon l’étude de George Gamow (entre autres), l’Univers devait être empli d’un rayonnement perdant de l’énergie du fait de l’expansion. Ce rayonnement devait être d’autant plus intense que l’Univers était dense, et devait donc encore exister aujourd’hui, bien que considérablement moins intense.

Appelé « fond diffus cosmologique » ou parfois « rayonnement fossile », sa découverte, quelque peu fortuite, est due à Arno Penzias et Robert Wilson en 1965. Ils seront récompensés par le Prix Nobel de physique en 1978. Cette découverte porta un coup fatal aux partisans d’un Univers Éternel.

4 – L’abondance des éléments légers dans l’Univers :

La dernière preuve que l’Univers a une origine est la relative abondance des éléments légers tels l’Hydrogène et l’Hélium. L’Hydrogène est l’élément le plus abondant de l’Univers : 75 % en masse et 92 % en nombre d’atomes. Il est présent en grande quantité dans les étoiles et les planètes gazeuses. L’abondance de l’Hydrogène et de l’Hélium dans l’Univers ne peut s’expliquer que si celui-ci était par le passé immensément chaud et infiniment petit. Car il faut à peu près un milliard de degrés pour créer ces deux éléments.

Les observations sont venues conforter cette hypothèse : En effet, ce milliard de degrés fût atteint par l’Univers à peu près quinze minutes après son apparition : On parle de nucléosynthèse primordiale, c’est-à-dire de formation des noyaux légers lors de l’état primitif de l’Univers. Puis, celui-ci s’est refroidi peu à peu en raison de son expansion.

Ces 3 preuves irréfutables et incontestées ont bien mis en évidence le fait que l’Univers a une origine. Les scientifiques ont dû l’accepter.

5 – La théorie vient confirmer les observations :

En réalité, même les équations de la relativité générale développées par Einstein mettaient en évidence cette expansion. En effet, entre 1915 et 1917, Einstein formula sa théorie de la relativité générale en se basant sur un modèle d’Univers statique et homogène. Dans un tel modèle, si la force de gravitation opérait seule, l’Univers se serait effondré sur lui-même. Il lui fallait donc introduire dans ses équations une constante, appelée constante cosmologique, ayant pour effet de contrebalancer la gravitation et répondre au modèle stationnaire qu’il défendait.

Dès 1922, le physicien russe Alexandre Friedman montra que les équations d’Einstein étaient viables uniquement dans un Univers en évolution et en expansion. Puis en 1927, Georges Lemaître, astrophysicien belge de l’Université catholique de Louvain et considéré comme un des pères de la théorie du Big Bang, conclu que l’Univers était effectivement en expansion en combinant la relativité générale avec certaines observations astronomiques, celles de Hubble notamment. Malgré cela, ce n’est qu’en 1931 qu’Einstein acceptera la théorie d’un Univers en expansion.

En résumé, l’unanimité des scientifiques sont d’afaut il ccord pour dire qu’il y a environ 13,7 milliards d’années, en l’espace d’un instant, un Univers infiniment petit et dense fit son apparition, puis commença à s’étendre. Ce fut le premier instant d’existence, que l’on appelle aujourd’hui le « Big Bang ».

Mais alors, d’où vient l’Univers ? Pourquoi quelque chose existe plutôt que rien ? Les scientifiques avaient pour habitude de dire que l’Univers était éternel et sans cause. Mais les preuves ont démontré le contraire, celui-ci a un commencement. Non seulement toute la matière et l’énergie firent leur apparition durant cet événement, mais aussi l’espace physique ainsi que le temps. Cela implique, tout comme disait l’astronome anglais Fred Hoyle, que l’Univers est apparu à partir de rien. Avant la naissance de celui-ci, c’était le néant, l’absence de tout, d’espace, de matière, et même de temps. Puis soudainement, alors que rien n’existait, l’Univers est né.

VIII. CONCLUSION

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