BIG-BANG

En 1922, FRIEDMAN montre que les équations d'Einstein permettent la description d'un univers en évolution.

En 1948, GAMOW fait le raisonnement suivant : Si l'image d'un univers en refroidissement, suggérée par le mouvement des galaxies, est juste, et si la remontée dans le passé jusqu'à l'ère ardente est justifiée, alors il DOIT exister dans l'univers d'aujourd'hui une trace de cette époque sous la forme d'un rayonnement millimétrique que la technologie de 1948 ne permet malheureusement pas de mesurer.

En 1965, deux astronomes américains: Arno PENZIAS et Richard WILSON, observent une mystérieuse "lueur millimétrique" provenant de toutes les directions du ciel. Elle correspond tout à fait aux attentes de GAMOW.

Aujourd'hui, le satellite COBE a mesuré avec une grande précision ce rayonnement fossile et l'accord entre les mesures et la prédiction est impressionnant. C'est l'une des meilleures preuves du BIG-BANG. Les Confins de l'Univers

La constante de Hubble et l'univers en expansion : (NASA)

La théorie du BIG-BANG fournit une explication crédible de l'origine et de l'abondance de quelques atomes légers: hydrogène, hélium..(NASA).

La théorie est également parfaitement en accord avec les données mesurées ultérieurement au CERN et concernant la densité de matière nucléonique.

Le problème des quasars : Les quasars sont des objets minuscules extrêmement brillants. Il n'y en a pas près de nous; en fait, ils sont presque tous situés dans une bande située à 12 milliards d'années lumière de nous. Pourquoi sont-ils tous là ? Parce que tous ces quasars sont nés en même temps peu après le BIG-BANG : Le problème des quasars ne résistent pas non plus à un Univers statique.

La relativité générale pose de graves difficultés à l'idée même d'Univers statique.

L'Univers statique n'est pas compatible avec la nuit noire: en simplifiant : si l'Univers est statique, l'infinité d'étoiles qu'il contient déverserait une énergie lumineuse considérable: "il ferait jour aussi la nuit"! Le BIG-BANG résout parfaitement ce problème évoqué la première fois par Kepler. L'obscurité de la nuit contient un message que les astronomes ont mis plus de quatre siècles à déchiffrer: l'Univers n'est ni éternel ni immuable...

Enfin, dernier succès du BIG-BANG: l'observation des Galaxies nous a révélé le caractère évolutif de notre univers.

Récemment (1997) le télescope spatial HUBBLE a permis d'observer des objets très éloignés: environ 13 milliards d'année lumière. Sachant que l'âge de l'Univers est d'un peu plus de 13 milliards d'années, cela veut dire que la lumière a été émise par ces objets juste après la formation de l'Univers et HUBBLE nous permet de "remonter le temps"

Questions-réponses:

1 - Qu'y avait-il "avant" le BIG-BANG?

Aujourd'hui, beaucoup de physiciens pensent que cette question n'a tout simplement pas de sens: il n'y a pas d'avant le BIG-BANG. Le temps lui-même n'a commencé de s'écouler qu'au moment du BIG-BANG.

Avant de critiquer cette théorie, il ne faut pas oublier qu'une des limites de l'homme est son manque d'imagination: L'homme vit dans son petit monde où le temps s'écoule régulièrement, où il y a toujours un avant et un après. Mais dans la physique des premiers instants après le BIG-BANG, les ordres de grandeur mis en jeu n'ont rien à voir avec ceux de notre monde de tous les jours.

Il y a quelques années, quand Einstein a expliqué que le temps n'était pas le même partout, tout d'abord, personne n'a compris...

2 - L'univers naissant avait-il la dimension d'un point ?

En physique, on ne peut parler que d'Univers observable. Son rayon est d'environ 14 milliards d'Années-lumière, il contient plus de 100 milliards de galaxies. Plus on recule vers le passé, plus cette masse de matière se trouve confinée dans un espace restreint. Selon la théorie, elle était "au départ" contenue dans un volume minuscule.

3 - Qu'y a-t-il au-delà de notre Univers?

Einstein a démontré que rien ne peut dépasser la vitesse de la lumière. Ce qu'il y a en dehors de notre Univers est donc définitivement hors de notre portée et la physique ne peut pas nous aider.

Il ne reste plus, pour l'appréhender que les mathématiques, le philosophie et la religion, à manipuler avec précaution...


BIG-BANG: Pour ou Contre:

Pour:

*La nuit est noire... Le calcul montre que, dans un univers statique, la luminosité d'une nuit sans Lune et sans nuages serait comparable à celle su soleil, ce qui n'est pas le cas. cette contradiction ne peut être résolu qu'en supposant que l'Univers ne soit pas statique.

* La courbe de la vitesse d'éloignement des galaxies (mesurée par effet Doppler) et la distance (luminosité) suit fidèlement la droite théorique correspondant à un Univers en expansion

* La distribution des Quasars (petits objets très lointains mais très brillants) montre que l'Univers n'est pas immuable.

* Gamow a prédit en 1948 que si l'Univers est en expansion, on doit pouvoir mesure un rayonnement fossile autour de 3 °K. Ce rayonnement a été détecté en 1965 et suit parfaitement la courbe théorique prévue...

Contre:

* La mesure du rayonnement fossile montre une extraordinaire homogénéité (moins de 1/100 000) de variation au tout début de l'Univers. Cette homogénéité impliquerait beaucoup de temps pour créer l'Univers: au moins 100 fois plus que l'âge actuel. La masse sombre manquante (qui pourrait représenter 90% de la masse de l'Univers pourrait résoudre ce problème)

* Les fluctuations initiales devraient dépasser leurs propres sphères de causalité. Traduction: A un moment donné après le BIG-BANG, 2 points situés à une distance supérieure à la vitesse de la lumière (pendant ce temps) ne peuvent réagir entre eux puisque aucune interaction n'est plus rapide que la lumière... c'est pourtant ce qu'il faudrait pour expliquer la "germination" des galaxies.

* La planéité de l'espace: l'espace est extraordinairement plan, pourquoi ?

* L'Univers ne tourne pas (ou très très peu) pourquoi tourne-t-il si peu ?

* Pourquoi si peu de trous noirs dans l'Univers (encore qu'on en ait détecté récemment)

* Pourquoi si peu d'antimatière dans l'Univers (à priori à cause de la limitation de nos moyens d'observations, on vient d'ailleurs d'en détecter dans notre galaxie)

Actuellement, les arguments POUR le BIG-BANG sont infiniment plus solides que les CONTRE mais il reste de nombreux points à éclaircir...

 

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Soutien scolaire

07/01/2016.