Les moments clés de l’histoire de l’univers

Trois minutes cruciales dans l'histoire de l'univers, pendant lesquelles se sont formés des noyaux légers tels que les noyaux d'hydrogène, de deutérium, d'hélium, de lithium et de béryllium.

[...]Lorsque la température était d’environ un milliard de degrés et la densité comparable à celle de l’air ambiant, l’univers était une sorte de grand chaudron cosmique, capable d’engendrer des bribes d’édifices matériels, mais se refroidissant au rythme de son expansion. Il y avait là les protons, mais aussi les neutrons, les électrons et les photons, tous très agités, filant dans tous les sens et se percutant sans cesse. Les photons, dont l’énergie était jusque-là suffisante pour briser systématiquement l’union d’un proton avec un neutron, finirent par devenir trop « mous » pour y arriver : les noyaux de deutérium, assemblages d’un proton et d’un neutron, purent donc commencer à se former. Dès leur apparition, ces noyaux de deutérium purent fusionner par paires, ou bien capturer à leur tour un proton, et ainsi former des noyaux d’hélium.
Les mariages de cette sorte allèrent alors bon train, mais ils n’étaient pas systématiques. Certains protons restèrent célibataires. Plus tard, ils servirent de noyaux à l’hydrogène, l’élément chimique le plus léger.
[...]Après seulement trois minutes de ce petit jeu – chocs, mariages et ruptures –, se trouvaient dans l’univers des noyaux d’hydrogène, de deutérium, d’hélium, de lithium et de béryllium. Mais rien d’autre : ni carbone, ni oxygène, ni noyaux lourds. L’ascension vers la complexité se trouvait soudainement bloquée. Il y a une explication à cela : l’univers était déjà tellement dilué par son expansion que les noyaux et les nucléons, trop éloignés les uns des autres, n’avaient plus la possibilité de se rencontrer et de former des noyaux plus gros. Plus de rencontres, donc plus de mariages.

Extraits du Discours sur l'origine de l'Univers

Si le genre Homo est apparu il y a plus de 2 millions d'années, notre ancêtre le plus proche, à savoir l'Homo sapiens, n'est apparu qu'il y a seulement... 200 000 ans !

La formation de la Terre a eu lieu il y a 4,45 milliards d’années, la vie y est apparue il y a 3,5 milliards d’années et l’apparition de l’homme ne remonte, elle, qu’à 2 petits millions d’années ! Mais que nous disent brutalement tous ces nombres ? Que des objets plus anciens que toute forme de vie sur terre ont bien existé dans le passé de l’univers ; que des événements innombrables se sont enchaînés, dont aucun humain n’a pu être le témoin ; que l’humanité, espèce toute récente en définitive, n’a pas été contemporaine de tout ce que l’univers a connu ou traversé. Loin de là : 2 millions d’années contre 13,7 milliards, cela fait un rapport de 1 à… 6 850 ! Il faut s’y résoudre : l’univers a passé le plus clair de son temps à se passer de nous !

Extrait de Y a-t-il eu un instant zéro ?

Il aura fallu attendre près de trois siècles et l'élaboration de la théorie de la relativité générale par Einstein pour que l'idée scientifique de l'univers, déjà formulée par Galilée et reprise par Newton, cède sa place à l'univers en tant qu'objet physique, doté de propriétés spécifiques que l'on peut étudier scientifiquement.

Le « physicien de génie », c’est bien sûr Albert Einstein, qui suggéra avec sa théorie de la relativité générale (1915) que la gravitation n’est pas une force au sens classique du terme, mais une manifestation locale de la déformation que la matière imprime à l’espace-temps de notre univers, qui lui-même dicte son mouvement à la matière : sous l’effet de cette interaction entre la matière et l’espace-temps, ce dernier peut se courber, se dilater ou se contracter.
[...] En fournissant les outils conceptuels permettant de décrire les propriétés globales de l’univers (et pas seulement celles de ses constituants, telles les étoiles ou les galaxies), la théorie de la relativité générale a ceci de révolutionnaire qu’elle fait de l’univers un authentique objet physique, précisément défini par sa structure spatio-temporelle et sa composition en matière, rayonnement et toute autre forme d’énergie. L’univers n’est plus seulement une idée : il devient une chose prosaïquement descriptible, un être dépoétisé qu’on peut mettre en équations. [...]
Il a donc fallu trois gros siècles pour passer d’une conception scientifique de l’univers à l’idée que l’univers, la « chose univers » est un possible objet de science. La conception galiléenne n’impliquait en effet nullement que l’univers pût être en lui-même considéré comme un objet physique, susceptible d’être mis en équations comme tous les autres, ni qu’on puisse bâtir une véritable cosmologie scientifique, c’est-à-dire une science qui aurait pour objet – pour seul objet – l’univers en tant que tel.

Extraits du Discours sur l'origine de l'Univers

L'observation des supernovae et l'analyse de la lumière qu'elles émettent ont permis une découverte des plus étonnantes :

Les résultats [des analyses de la lumière émise par certaines supernovae] obtenus ont montré que ces supernovae sont plus éloignées que ce que prévoyaient les modèles cosmologiques « classiques » ! Ils ont permis de démontrer que l’expansion de l’univers, contrairement à ce qu’on avait imaginé jusque-là, est en phase d’accélération depuis plusieurs milliards d’années. Qu’est-ce à dire ? Dans le processus d’expansion, la gravitation, toujours attractive, fait office de frein : elle tend à rapprocher les objets massifs les uns des autres, de sorte que la matière ne peut que ralentir l’expansion. Mais ce que semblent montrer les mesures dont nous parlons, c’est qu’un autre processus s’oppose à elle en jouant au contraire un rôle d’accélérateur. Tout se passe comme si une sorte d’anti-gravité avait pris la direction des affaires, obligeant l’univers à augmenter sans cesse la vitesse de son expansion.
Quel est le moteur de cette accélération ? Personne ne peut répondre. Prudents, les physiciens parlent d’une mystérieuse « énergie noire » : noire parce qu’on ne la voit pas ; noire aussi parce qu’on en ignore la nature. Une énergie dont la contribution à la masse de l’univers croîtrait avec l’expansion, car elle occupe le moindre recoin de son espace.

Extrait du Discours sur l'origine de l'Univers