Qu'est-ce que la théorie du Big Bang?

Le Théorie du Big Bang, ou la grande explosion, consiste en un modèle scientifique qui explique l’émergence de l’univers à travers des observations astronomiques.

On croit que le Big Bang s'est produit il y a 15 milliards d'années. C'était une grande explosion cosmique qui produisait suffisamment de matière pour la création de planètes, d'étoiles et de galaxies.

Cette théorie affirme que l’univers était comprimé dans un atome primitif, qui contenait une quantité incroyable de matière très concentrée et qu’en outre, il était extraordinairement radioactif.

La radioactivité a provoqué la grande explosion et initié l'expansion de l'univers. Plus tard, la matière a commencé à se condenser et les amas de galaxies sont apparus.

Les éléments diffusés par l'explosion sont principalement composés de particules telles que les positons, les neutrinos, les photons, les baryons, les mésons et les électrons. Actuellement, plus de 89 atomes sont connus.

Le Big Bang est la théorie la plus précise sur la création de l'univers, mais il convient de noter qu'il reste des questions sans réponse.

Par exemple, il y a des questions sur la fin du cycle d'expansion et la possibilité que l'univers se contracte à nouveau.

Une autre grande énigme est de savoir si l'univers est ouvert ou fermé à cause de la matière noire: c'est une question clé pour la science.

Les premières théories de la création de l'univers

Un ensemble de théories explique que l'univers a été créé avec une grande explosion cosmique, alors que d'autres affirment que cet univers a toujours été et qu'il reste dans un état de création continue. Cette dernière théorie a été écartée.

La théorie du Big Bang est basée sur des hypothèses scientifiques; parmi celles-ci, la théorie de la relativité d'Einstein et d'autres recherches sur les particules majeures se distinguent.

En 1922, le cosmologiste Alexander Friedmann fut le premier scientifique à expliquer officiellement la procédure d'un univers en expansion à travers les équations de la relativité.

Il souligne également la contribution du scientifique Edwin Hubble, qui a observé à travers un télescope et a remarqué que les étoiles s'éloignaient constamment à grande vitesse de la planète Terre.

En 1927, le prêtre catholique belge et astronome George Lamaître fut le créateur de ce que l'on appellerait la théorie du Big Bang, car il pouvait le démontrer grâce aux calculs de la loi d'Hubble, de la théorie d'Einstein et des équations de Friedmann.

George Lamaître a montré qu'il y avait une grande explosion à un point spécifique de l'univers et a généré une hypothèse selon laquelle l'univers était comprimé à un petit point dû à un rayonnement chaud, et qui a ensuite gelé.

Selon Lamaître, l'intensité de l'explosion n'était pas assez importante pour que l'univers continue à s'étendre indéfiniment. Par conséquent, c'est la force de l'explosion initiale qui a déterminé que les galaxies se séparaient les unes des autres.

Au fil du temps, cette force a perdu de son intensité. Les galaxies se sont condensées à un point tel que la plus grande partie de la matière de l’univers était déjà concentrée en elles.

A partir de ce moment, la répulsion cosmique a commencé à agir, provoquant la séparation des galaxies, comme on les observe actuellement.

L'astrophysicien américain George Gamow a également eu recours à la théorie du Big Bang pour expliquer l'origine de l'univers d'une manière plus simple que celle de Lamaître.

Gamow a soutenu que la température de l'explosion était devenue si élevée et que la force de l'explosion était si grande que cela suffisait pour que l'univers se développe indéfiniment.

La théorie du Big Bang et la théorie de l'état stationnaire

En 1949, l'astrophysicien Fred Hoyle était l'un des plus grands ennemis de la théorie de Lamaître.

Hoyle était l'un des défenseurs de la théorie de l'état stationnaire, car il lui semblait ridicule que la création de l'univers soit provoquée par une explosion.

Au cours d'une émission de radio, Fred Hoyle s'est exprimé avec mépris en qualifiant cette théorie de "Big Bang", et à cause de la controverse qui a généré un tel terme, il est finalement devenu le titre officiel.

La théorie de l'état stationnaire explique que la formation des atomes d'hydrogène a été constante dans le temps, ce qui signifie que les galaxies se sont constamment condensées.

Cela indique que l'univers sera toujours en expansion, et qu'il n'a jamais eu de début ni de fin.

Certains astronomes ne sont pas d'accord avec l'idée que l'univers puisse rester stationnaire et que des atomes d'hydrogène sont constamment produits.

Tant la théorie du Big Bang que la théorie de l'état stationnaire supposent que l'univers a été produit à partir d'un certain atome primitif.

À l'heure actuelle, grâce au progrès technologique et au savoir mathématique, les deux théories pourraient être clarifiées, fournissant des détails sur la façon dont les galaxies ont commencé leur existence, comment elles se sont poursuivies jusqu'à présent et comment est né l'univers.

Les astronomes du futur pourront clarifier une série d'inconnues, mais la théorie du Big Bang est actuellement considérée comme la meilleure hypothèse du début et de l'évolution du cosmos.

Découverte de l'écho du Big Bang

En 1965, les physiciens Arno Penzias et Robert Wilson ont découvert par hasard le rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques et cette découverte a écarté la théorie de l'état stationnaire.

Cela se passait quand ils travaillaient à la création du premier satellite de communication pour établir des connexions avec des zones très éloignées les unes des autres.

Ils ont placé un mini-satellite sous la forme d'une boule de métal dans l'orbite spatiale, qui a envoyé des fréquences à une antenne en forme de trompette située dans le New Jersey.

Cette expérience a été réalisée dans le but de jouer le rôle de radiotélescope, à travers lequel ils cherchaient à éliminer toutes les interférences pouvant causer du bruit.

Cependant, il y avait une interférence de micro-ondes qui affectait le signal et ils ne savaient pas d'où cela venait.

Ils ont cherché par tous les moyens à éliminer le bruit, jusqu'à ce qu'ils en viennent à la conclusion que c'était dû aux excréments de pigeons. Ils ont réussi à résoudre ce problème mais il y avait toujours l'écho avec la même force.

Penzias et Wilson, sans explication de ce qui se passait, ont consulté les cosmologistes James Peebles et Robert Dicke, de l’Université de Princeton.

Peebles et Dicke développaient un appareil capable de capturer l’émission de micro-ondes du Big Bang.

Penzias a contacté les scientifiques pour leur poser des questions sur le bruit, mais lorsque Robert Dicke a mis fin à l'appel avec Penzias, il a dit à son équipe: "Les gars, ils nous ont devancés".

Arno Penzias et Robert Wilson ont reçu le prix Nobel de physique en 1978 pour cette découverte.

Références

1. Qu'est ce que le Big Bang? (2016). Source: spaceplace.nasa.gov
2. L'histoire de l'univers: Big Bang. (2016). Source: esa.int
3. Elizabeth Howell. La théorie du Big Bang. (2017). Source: space.com
4. Big Bang Theory. Source: big-bang-theory.com
5. Matt Williams. Big Bang Theory: Évolution de notre univers. (2015). Source: universetoday.com