Cosmologie-Du-Big-Bang | Dr. Goulu

Est-on sûr qu'il y avait bien de la matière dans l'Univers avant l'inflation cosmique ?

Sun, 09 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

De la au sens actuel du terme, certainement pas. Les quarks se sont formés à la fin de l’inflation, et les protons 90 secondes plus tard, un temps astronomique à cette échelle.

L’ est encore largement hypothétique (donc contestée…) et existe en plusieurs variantes, dont au moins une “froide et vide”, mais on admet généralement que l’Univers était alors peuplé de photons extraordinairement énergétiques qui donnaient à l’Univers une masse volumique de l’ordre de 10^{86, voire 10}94 kg/m3

Pourquoi les scientifiques pensent-ils que l'univers était extrêmement chaud pendant sa première seconde d'existence ?

Wed, 05 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

En remontant doublement le temps.

1927: puis découvrent que l’Univers est en expansion en mesurant le des galaxies. Ils imaginent qu’il a été beaucoup plus dense et chaud il y a 13.8 milliards d’années. Fred Hoyle appelle ça ironiquement “ ” dans une émission de la BBC …
1964: et mesurent le prédit par la Théorie du Big Bang : après 380'000 ans, lorsque la température de l’Univers a baissé en dessous de 3000K environ, il est devenu transparent suite à la et les photons émis alors par la ont aujourd’hui une “température” de 2,726 K
1948: L’ de , ( ) et pose les bases de la et prédit les proportions de divers éléments légers produits une centaine de secondes après le BB. Les mesures effectuées depuis les années 2000 correspondent parfaitement à ces prédictions
2000 : première production de au SPS du CERN. Cet état correspond à celui de l’univers pendant l’ , entre 1 et environ 1 seconde après le BB, où la température a baissé en dessous de 2000 milliards de degrés, permettant aux quarks et gluons de s’assembler en protons, neutrons, et anti protons (qui ont disparu on ne sait où…)

Donc en résumé, on ne pense pas, on SAIT que l’univers était extrêmement chaud pendant sa première seconde d’existence, tout simplement parce que la matière qui nous compose existe. C’est peut être un détail pour vous, mais pour moi ça veut dire beaucoup.

Le Big Bang a-t-il vraiment explosé vers l'extérieur à partir d'un point ? Comment cela s'est déroulé réellement en terme physique ?

Wed, 08 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non. Le n’était ni une explosion, ni un point (dans quoi ?)

Cette interprétation naïve résulte d’une extrapolation de ce qu’on sait expérimentalement : il y a 13.8 milliards d’années, tout l’Univers était très homogène, très dense et très chaud.

En termes physique, “jusqu’à preuve du contraire, tout se passe comme si” l’espace (et le temps peut-être…) avaient émergé dans un … Truc qui mérite une Majuscule.

Ce Truc pourrait être une fluctuation quantique dans un Meta Truc ….

ma petite parenthèse (et le temps peut-être) signifie que nos diverses conceptions du temps actuelles comme:

4ème dimension de l’espace-temps relativiste
illusion émergeant de la thermodynamique

pourraient bien signifier qu’il ny’ avait pas de temps “avant” le Big Bang, ce qui fait que le Big Bang n’est pas un événement sur un axe du temps, mais une origine.

Comment comprendre d'où vient l'origine de l'onde lumineuse et corpusculaire avant le big-bang ?

Thu, 02 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je ne sais pas de quoi vous parlez.

Le correspond à un état de l’Univers extraordinairement dense et chaud.

Il était si dense et chaud qu’il n’y avait pas de “lumière” : les photons avaient une telle énergie qu’il n’étaient pas dans le spectre visible mais dans les +++ et interagissaient entre eux en ayant aucun espace pour se propager. L’Univers était opaque pendant ses 380'000 premières années. Ce que nous observons de plus ancien avec nos télescopes est le qui date de cette époque, et nous ne pourrons pas observer de lumière datant d’avant.

Quand aux “corpuscules”, j’imagine que vous voulez dire “particules”, on ne sait pas s’il y en avait. Selon le , il n’y en avait pas. Les quarks et électrons sont apparus après le premier milliardième de milliardième de milliardième de seconde, peut-être par les interactions “photons-photons”.

Il n’y a donc pas d’ “onde” datant du Big Bang.

Quand à “avant le Big Bang”, rien ne dit qu’il y avait un “avant” (cf les autres questions/réponses à ce sujet)

Notes de bas de page

Y-a-t-il une chance sur sept que l’univers ait commencé un lundi ?

Sat, 28 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

J’aime bien cette question, parce que je me pose depuis longtemps la question sous-jacente : est-ce que la seconde (ou l’heure, ou le jour ou la semaine) avaient la même durée près du Big Bang ?

Ou autrement dit : quelle pendule pouvait mesurer le temps à cette période ?

La définition actuelle de la est :

durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133

Mais quand il n’y avait pas d’atome de césium 133 ? (qui a été formé dans des étoiles des millions d’années plus tard ?

Et quand l’univers était si chaud qu’il n’y avait aucune transition entre des niveaux atomiques émettant des photons de longueur d’onde précise ?

Et quand l’Univers était si dense que les photons n’arrivaient pas à osciller une seule fois avant d’interagir avec une autre particule ?

Quand on voit l’échelle des temps dans la figure ci-dessus, on se dit qu’il s’est peut être passé plus de trucs (= interactions) dans la “première seconde” que dans les 13.8 milliards d’années ( moins une seconde…) qui ont suivi.

Et que si on mesurait le temps en log(secondes) tout serait tellement plus lisse …

Ah, et oh ! Il n’y aurait plus de Big Bang : il serait étalé depuis $\lim\limits_{t \to 0} log(t) = -\infty$

Dans ce cas désolé, l’univers n’a jamais commencé …

Où nous trouvons-nous par rapport au point du big-bang ?

Mon, 16 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Dedans. Puisque ce que vous appelez le “point du Big Bang” contenait l’Univers entier, nous étions forcément dans le point.

Et ce point n’était pas quelque part dans l’espace, il contenait l’espace aussi. Il n’y a pas de “centre” du , ce n’était pas une explosion, c’était un gonflement de l’espace qui se poursuit par l’ .

Et le “point” est une singularité mathématique, mais en physique on n’aime pas les singularités. Rien ne prouve que l’Univers était “un point”. Ce qu’on sait c’est que l’Univers était extraordinairement dense et chaud.

Comment la matière noire a-t-elle été écartée en tant que cause possible de la lumière décalée vers le rouge ?

Mon, 02 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le décalage vers le rouge décale tout le spectre : toutes les raies d’émission et d’absorption d’une source sont décalées du même facteur, ce qui est cohérent avec un effet doppler.

L’ cause effectivement un rougissement, mais en atténuant les hautes fréquences (bleu), ce qui est différent. De plus ce rougissement est cohérent avec la quantité de gaz “normal” dans l’espace, pas avec la matière noire.

D’autre part, si la lumière était par le milieu interstellaire, matière noire comprise, on verrait des “arcs en ciel” dans les lentilles gravitationnelles, et ce n’est pas le cas.

Donc voilà pourquoi la matière noire n’a jamais été considérée comme une alternative à l’expansion de l’univers pour expliquer le décalage vers le rouge.

Existe-t-il un site oú l’on peut suivre les recherches mises à jour régulièrement sur le big bang ?

Thu, 24 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

est le plus gros site de publications scientifiques “open access” (gratuites) en physique. Les articles sont souvent soumis à des publications payantes après avoir été acceptés sur arXiv.

En , vous trouverez presque un article par jour sur le sujet. Mais ce sont des articles de niveau spécialiste universitaire…

Pour des infos plus “grand public” je vous conseillerais plutôt des blogs d’astronomie/astrophysique comme ou un journal comme

Le magnétisme s'est-il développé lors du Big Bang ou a-t-il été engendré par les galaxies elles-mêmes ?

Fri, 06 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le a deux sources:

le porté par les particules élémentaires comme l’électron par exemple. Ceci date donc du Big Bang
le déplacement de charges électriques, tel qu’un . Dans la mesure où les électrons se déplacent aussi dès le BB, on pourrait dire que ça date aussi du BB, mais les gros champs magnétiques datent plutôt de la formation des premières étoiles, des millions d’années plus tard.

Pour les premiers aimants “solides”, il faut attendre encore quelques millions d’années que les supernova éjectent du fer et du nickel, qu’il forme des planètes, ce qui est arrivé grosso modo un milliard d’années après le BB.

Mais c’est du pipeau à côté des qui sont probablement apparus dès les premières supernova.

En réalité, la matière noire, cette nappe d'ondes qui coagule tout l'univers, cette matière noire et qui était certainement là avant le Big Bang, voire fondatrice de notre Univers, est-ce l'éther ?

Tue, 13 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non.

La matière noire n’est pas de la matière, ni une “nappe d’ondes”. La matière noire ne “coagule” pas l’univers. Il n’y a aucune raison de penser qu’elle était là avant le Big Bang (d’ailleurs “avant le Big Bang” n’a probablement pas de sens) et en plus l’ether est mort et enterré depuis Michelson et Morley il y a plus d’un siècle.

La désigne une catégorie de hypothétique, invoquée pour rendre compte d’ , notamment les estimations de la des ou des et les propriétés des fluctuations du .

(définition Wikipédia)

Bref, c’est juste un nom qu’on a donné trop vite à une solution trop facile à des observations.

Quand on saura ce que c’est, on vous le dira, promis.

Si la théorie du Big Bang est vraie et que tout a commencé à partir d'un point, comment des vides et des super vides pourraient-ils se former ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

pas un point. Un espace extrêmement dense et chaud, mais peut-être d’une taille infinie. Ce n’est “que” notre qui était comprimé à la taille de ce point. à un moment donné, et beaucoup plus petit avant.

Comme on le voit dans l’image ci-dessous, dans la première seconde l’univers est passé d’une température de 10^{32K (la
, la plus élevée qu’on puisse imaginer) à une température de 10}13 K (correspondant à celle qu’on obtient lors des collisions de particules), ce qui implique un gonflement de l’espace d’un facteur 10^29 en volume, soit 10 milliards en rayon du “point.” ci-dessus.

Pendant cette seconde, il n’y avait pas de particules massives (protons, neutrons), donc pas de gravitation. Les premières forces attractives ont été:

autour de la première seconde, l’ a lié les quarks pour former les protons et quelques neutrons isolés qui n’ont vécu que quelques quart d’heures
Après la première minute, l’ a produit quelques noyaux atomiques pendant la
Au bout de 300'000 ans l’univers est suffisamment froid pour ne plus être un . C’est l’heure de la : l’ est assez forte pour que les noyaux atomiques capturent des électrons pour former les premiers atomes, électriquement neutres et donc sujets à la gravitation (avant aussi, mais leur énergie et la répulsion électrostatique des noyaux positifs les empêchaient de s’agglomérer). Accessoirement, ce rend l’Univers transparent à ce moment là. Avant, les photons étaient sans cesse capturés et émis dans tous les sens par le gaz d’électrons.

Le date de ce moment là. C’est cette fameuse image qu’on voit partout:

Elle montre des variations de température inférieures à 1/10'000 ème de degré à ce moment là, sur une température moyenne de 2.73° au dessus du zero absolu. Ce sont ces microscopiques variations qui, avec l’effet de la gravitation sur 13 milliards d’années, ont causé l’agglomération des galaxies, et la formation des “vides” que vous mentionnez.

Le projet a réalisé des simulations de cette phase

Des particules sont-elles créées à partir de l'énergie libérée lors du Big Bang ? Pendant l'expansion, l'énergie continue est-elle convertie en matière ?

Thu, 06 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

, il n’existe pas d’ “énergie pure”. L’énergie est juste un nombre qui reste constant lors des transformations d’un système isolé.

Pour autant que l’Univers respecte les conditions du (ce qui n’est pas sur…), la somme de la matière “normale, de la matière noire, de l’énergie “normale” et de l’énergie noire est restée constante depuis le Big Bang a maintenant. Et peut-être même “avant” le Big Bang, si ça a un sens.

Une idée assez intéressante pour qu’Albert Einstein se soit arrêté de traverser une rue au beau milieu du trafic pour y réfléchir est que cette énergie totale vaut … zéro. C’est le

Qu'est-ce qui a provoqué le Big Bang ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le n’est pas un événement, c’est un “ utilisé par les scientifiques pour décrire l’origine et l’évolution de l’ ”

Il modélise nos connaissances : il y a 13.8 milliards d’années, l’Univers a été très dense et très chaud, et depuis il se refroidit en se dilatant, mais on ne sait pas ce qu’il y avait “avant”, ni même si cette question a un sens.

Car en fait on ne sait même pas si le temps existait “avant” ou si le temps a un “zéro absolu” comme les températures, qui serait à -infini si on utilisait d’autres unités (comme -log de la température par exemple…)

Si le Big Bang a déclenché l'expansion de l'Univers, celui-ci ne devrait-il pas finir par s'arrêter de grandir, l'énergie se dissipant ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’énergie se dissipant où ?

Quand un vaisseau de l’Empire explose sous les lasers de Luke Skywalker, les débris partent dans toutes les directions avec une certaine énergie cinétique. La gravitation tendra à rassembler les morceaux, mais si leur vitesse est supérieur à la (très basse) vitesse de libération, ils iront vers l’infini (et au delà…). Leur énergie cinétique diminuera un peu, d’exactement autant que leur énergie potentielle dans le champ gravitationnel des autres débris augmentera. Aucune énergie ne se dissipera.

Le Big Bang n’est pas une explosion, mais les galaxies sont quand même des débris s’éloignant les uns des autres. A des vitesses très élevées. Et même de plus en plus élevées, bizarrement.

Il n’y aura pas de Big Bounce.

Savons-nous pourquoi il y a une limite de vitesse dans notre univers ?

Tue, 26 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour rejoindre @ , on peut effectivement invoquer le : si la constante universelle c avait une valeur très différente (infinie) nous ne serions probablement pas là tant l’univers serait différent.

Un autre argument serait de dire que la finitude de c est une illusion due à notre statut d’objets massifs, car une particule voyageant de notre point de vue à c n’a pas de temps propre. Elle a l’impression de se déplacer à vitesse infinie.