Quelles sont les observations qui nous ont amené à établir la théorie du Big Bang ?

Réponse publiée sur Quora

Les 3 observations citées par BernardO sont en effet fondamentales, mais il me paraît important de relever leur chronologie et leur rapport avec l’avancement de la théorie :

1. d’abord, Hubble n’a pas directement observé que l’univers est en expansion. Il a observé le Décalage vers le rouge des galaxies lointaines, et en a tiré en 1929 une relation linéaire qui avait été préditedeux ans plus tôt par Georges Lemaitre d’après les équations de la relativité générale d’Einstein, c’est pourquoi cette relation s’appelle la Loi de Hubble-Lemaître . L’expansion de l’univers n’était pas la seule explication possible au décalage vers le rouge à l’époque. L’hypothèse de la “Lumière fatiguée ” selon laquelle la lumière perdrait de l’énergie et donc se décalerait vers le rouge a été envisagée
2. En 1948, George Gamow , Ralph Alpher et Robert Herman étudient le modèle du Big Bang (qui ne s’appelait pas encore comme ça car l’expression a été inventée en 1949 par Fred Hoyle qui n’y croyait pas ) et prédisentpour la première fois l’existence du Fond diffus cosmologique (CMB), qui a ensuite été découvert en 1964 par Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson . Cette découverte porte un coup fatal à l’hypothèse de la “lumière fatiguée” (qui avait accumulé d’autres problèmes suite à une meilleure connaissance des photons et de l’optique) Mais le CMB a été émis quand l’univers n’avait “plus que” une température de 3000K, environ 380'000 ans après la singularité calculée, et comme il était opaque avant, on était encore “loin” d’avoir vraiment prouvé qu’il avait été beaucoup plus chaud et dense avant.
3. Alors on s’est mis à réfléchir à ce qui aurait pu se passer avant et qui serait encore observable aujourd’hui et on a calculé que dans les premières minutes après la singularité, les protons et neutrons se sont combinés pour produire une certaines proportion de deutérium, d’helium-3 ainsi qu’un peu de lithium, béryllium et autres isotopes légers, et on a préditque cette Nucléosynthèse primordiale devrait se retrouver dans la proportion actuelle de ces isotopes. Et Bingo ! différentes mesures par différentes méthodes sont en parfait accord avec les prédictions.

Ce qui fait l’extraordinaire force du Modèle standard de la cosmologie qui englobe le “Big Bang”, ce ne sont pas tant les observations qui l’ont suggéré que celles qui ont confirmé les prédictionstout à fait étonnantes du modèle.

Car la force d’une théorie scientifique réside surtout dans ce qu’elle prédit par rapport à ses concurrentes.

https://www.drgoulu.com/2008/08/…

Parmi les différentes hypothèses relatives à ce qui s’est passé avant la nucléosynthèse primordiale, voire “avant le Big Bang”, certaines font des prédictions testables, notamment par les Ondes gravitationnelles primordiales qu’après une fausse alerte on devrait pouvoir détecter un jour prochain, que j’attends avec impatience.