Que s'est-il passé juste après le big bang?


PAR SERGE BRUNIER

D'après Science & Vie

Publié par Bruno Dupont, Enquêteur Certifié MUFON France


Avec l'avènement des télescopes de dernière génération, les astronomes sont ainsi remontés de plus en plus loin dans le temps, avec l'ambition d'atteindre le... big bang.


LE BOUM PRÉDIT PAR EINSTEIN EST CONFIRMÉ


Soit l'explosion originelle telle que les équations d'Einstein l'ont théorisée : au commencement, il y a plusieurs milliards d'années, il se serait produit le grand boum d'une "singularité primordiale", laquelle aurait engendré l'Univers qui, à ce moment-là, était incommensurablement chaud, dense et homogène.

Mais, très vite, une phase d'expansion s'en serait suivie, entraînant un refroidissement progressif. Au fil du temps, le fluide d'énergie qu'était l'Univers aurait commencé à se structurer. Seraient alors apparus des gaz d'atomes, puis les étoiles et les planètes, puis les galaxies et, in fine , le monde tel que nous le connaissons.


Voilà pour le scénario théorique. Qui, depuis qu'il a été formulé, s'est trouvé amplement validé : les astronomes ont accumulé les preuves que l'Univers est en expansion à partir d'un point singulier de l'espace et du temps.

En particulier, la découverte, (presque par hasard) en 1965 du rayonnement de fond diffus cosmologique a définitivement imposé le dogme d'une "explosion primordiale" : prévu par la théorie, ce rayonnement radio qui couvre toute la voûte céleste apparaît comme la relique du flash de lumière émis par le cosmos juste après le big bang.


IMPÉNÉTRABLE "ÂGE SOMBRE"


L'histoire étant connue dans ses grandes lignes, restait à l'écrire. C'est ici que, à la fin du XXe siècle, sont entrés en scène des télescopes tels que Planck ou WMAP. En étudiant le fameux fond diffus du cosmos, ces instruments de haute précision ont pu remonter toujours plus loin dans le temps, jusqu'à pouvoir dater précisément l'Univers : le big bang s'est produit il y a 13,8 milliards d'années. Qui plus est, ils ont validé toutes les étapes de l'expansion du cosmos : apparition des étoiles, puis des galaxies, etc.


Tout serait donc parfait s'il ne manquait encore un tout petit bout de l'histoire. Pour comprendre, imaginons qu'on ramène les 13,8 milliards d'années de l'Univers à un film de deux heures ; eh bien, il manque les trois premières minutes du film ! À l'exception du flash initial illuminant l'écran un quart de seconde après le début, ces trois minutes sont un blanc qui laisse le spectateur dans le noir. Or, c'est là que s'est jouée l'intrigue ! Les cosmologistes pensent en effet que les premiers astres sont nés vers la dixième seconde du film, entre 100 et 200 millions d'années après le big bang.


Que s'est-il passé à ce moment-là ? Ni les télescopes terrestres géants, ni même le télescope spatial Hubble n'ont pu pénétrer les secrets de cet "âge sombre", comme les astronomes ont baptisé cette période qui échappe à leurs regards. Cela pour deux raisons. D'une part, aussi puissants soient-ils, leurs télescopes ne le sont pas assez pour plonger aussi profond dans l'abîme du temps. D'autre part, le cosmos était alors véritablement sombre : un espace froid obscur, quasi vide aussi. Or, c'est la lumière qui sert de guide aux astronomes.


ET SI TOUT AVAIT COMMENCÉ PAR... DES TROUS NOIRS ?


Ceux-ci savent que, dans ce "fluide univers" homogène, la gravitation a progressivement contrebalancé l'expansion cosmique et condensé les premières structures. Mais quelles étaient ces premières structures ? Cruciale, cette question bute sur des problèmes théoriques aujourd'hui insolubles. Avec trois hypothèses en lice.

S'agissait-il d'étoiles... gigantesques ? C'est possible, car les étoiles que l'on observe aujourd'hui n'auraient pas pu se former dans le fluide tiède et dénué d'éléments lourds qu'était l'Univers d'alors ! Pour valider cette hypothèse, il faudrait parvenir à dénicher ces hypergéantes dans les strates du temps...


Et si les premières structures étaient des galaxies ? Là encore, c'est possible. Surtout que les observations ultra-profondes de Hubble ont montré ce qui semble être les briques constitutives des grandes galaxies : de nombreuses petites condensations stellaires, appelées à fusionner pour générer des spirales géantes comme la Voie lactée.

Problème : aujourd'hui, les astronomes découvrent aussi des galaxies lointaines centrées sur des trous noirs géants plusieurs milliards de fois plus massifs que le Soleil.


Comment ces trous noirs ont-ils pu naître en aussi peu de temps ? À moins - troisième hypothèse ! - que les trous noirs se soient justement formés les premiers et que galaxies et étoiles se soient constituées autour. Pas étonnant, dès lors, que l'âge sombre soit si obscur...

Étoiles géantes, galaxies, trous noirs ? Pour savoir ce qui s'est passé pendant les trois premières minutes du film, et reconstituer enfin toute l'histoire de l'Univers, une seule solution : il faudra disposer d'instruments gigantesques capables de percer les ténèbres de "l'âge sombre". Et justement, certains sont en construction...

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