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big bang

(mot américain)

Big bang et expansion de l'Univers
Big bang et expansion de l'Univers

Événement assimilable à une gigantesque explosion, qui serait à l'origine de l'expansion de l'Univers ; théorie cosmologique décrivant l'évolution de l'Univers consécutive à cet événement.

La plupart des cosmologistes admettent aujourd'hui l'hypothèse selon laquelle l'Univers, primitivement très chaud et très condensé, serait brutalement entré en expansion il y a 13,8 milliards d'années (selon les estimations déduites des observations de galaxies par le télescope spatial Hubble), ne cessant depuis lors de se dilater et de se refroidir. Son évolution dans les premiers instants qui suivirent le big bang est retracée sur la base des acquis de la physique des particules.

L'Univers primordial était un gaz de particules et d'antiparticules (→ antimatière) animées de mouvements désordonnés à des vitesses proches de celle de la lumière. Au gré d'incessantes collisions, certaines particules s'annihilèrent, tandis que d'autres apparurent. Les protons et les neutrons commencèrent à se combiner une seconde après le big bang. Dans les minutes suivantes, une intense activité nucléaire permit la formation de noyaux atomiques légers (hydrogène et hélium principalement). Cette étape (nucléosynthèse primordiale) dura moins d'un quart d'heure. À ces premières minutes exceptionnellement mouvementées succéda une longue période tranquille. Ce n'est que 380 000 ans plus tard, lorsque la température s'abaissa au-dessous de 3 000 K, que le rayonnement put enfin se propager librement. Les premières galaxies seraient apparues environ un milliard d'années après le big bang.

Cette théorie de l'inflation brutale de l'Univers, issue de la théorie de la relativité générale d'Einstein, a été confirmée en mars 2013 par le satellite Planck qui a cartographié le fond diffus cosmologique, la plus ancienne image de l’Univers (380 000 ans après le big bang), et en mars 2014 par le télescope Bicep2 qui a détecté des ondes gravitationnelles primordiales aux tout premiers instants de son existence (les premiers milliardièmes de milliardièmes de milliardièmes de milliardièmes de seconde après le big bang).

Pour en savoir plus, voir l'article cosmologie.

Les grandes étapes de la théorie du big bang

• 1916 : Albert Einstein élabore les lois de la relativité générale.

• 1922 : Alexander Friedmann décrit l'origine et l'évolution de l'Univers.

• 1929 : Edwin Hubble constate l'expansion de l'Univers.

• 1965 : Penzias et Wilson captent l'écho du big bang.

• 1989 : le satellite COBE, initié par J.C. Mather réalise une première image de l'Univers après le big bang.

• 2013 : le satellite Planck vient préciser ses résultats, avec l'observation du fonds diffus cosmologique.

• 2014 : le télescope Bicep2 détecte les ondes gravitationnelles primordiales générées juste après le big bang.