Voici comment on sait que le Big Bang a bien eu lieu

Mardi 24 avril 2018 à 20 h 42 - Il y a 13,8 milliards d’années, l’ensemble notre univers observable avait la taille d’une pêche et une température de plus d’un billion (mille milliards) de degrés.

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Il y a cent ans, cette phrase aurait semblé complètement absurde. Mais comme pour tout ce qui concerne la science, de « simples » affirmations comme celle-ci sont construites à partir de montagnes de sources et de preuves indépendantes qui pointent toutes vers la même conclusion — dans ce cas, le Big Bang, notre version de l’histoire de notre univers. 

Voici quatre éléments de preuve qui expliquent le Big Bang : 

# 1 : Le ciel nocturne est sombre 

Imaginez un instant que nous vivions dans un univers parfaitement infini, à la fois dans le temps et dans l’espace. Dans toutes les directions, nous ne verrions alors que de la lumière. Chaque millimètre carré du ciel serait rempli à 100 % d’une infinité d’étoiles (proches ou lointaines). Le ciel nocturne serait extrêmement brillant. 

Or non. À la place, c’est l’obscurité qui domine. 

Le physicien allemand Heinrich Olbers n’était probablement pas le premier à remarquer ce paradoxe apparent, mais son nom est resté accolé à l’idée : c’est le paradoxe d’Olbers. 

La résolution de ce paradoxe : Soit l’univers n’est pas infini dans l’espace, soit il n’est pas infini dans le temps (ou les deux). 

# 2 : Les quasars existent 

Dès que les scientifiques ont pu développer des radiotélescopes sensibles, dans les années 1950 et 1960, ils ont pu détecter des sources radio étrangement fortes venant de l’univers : ces sources radio quasi stellaires, ou « quasars », sont en fait des galaxies actives très lointaines, mais extrêmement brillantes. 

Ce qui est important de retenir, c’est qu’elles sont « très lointaines ». 

Car la lumière prend du temps pour voyager d’un endroit à l’autre. Nous ne voyons pas les étoiles ou les galaxies tel qu’elles existent aujourd’hui, mais plutôt telqu’elles existaient il y a des milliers, des millions ou des milliards d’années. 

Cela veut dire que regarder très loin dans l’univers veut dire regarder plus « loin » dans le passé. De nombreux quasars sont encore détectables dans le lointain cosmos ; ils étaient donc très rependus il y a des milliards d’années. Or, il n’y en a aucun visible dans le cosmos plus rapproché. 

Conclusion : L’univers était différent dans le passé qu’il ne l’est aujourd’hui. 

# 3 : L’univers grossit 

Nous vivons dans un univers en expansion. Les galaxies s’éloignent des autres galaxies. Bien sûr, quelques « petites » collisions occasionnelles peuvent encore se produire à cause d’interactions gravitationnelles résiduelles. Par exemple, la Voie lactée va entrer en collision avec Andromède dans quelques milliards d’années. 

Mais à grande échelle, l’expansion est la norme.

Voici à quoi ressemblerait la colision depuis la Terre.

Dans un univers en expansion, les règles sont simples. Les galaxies s’éloignent les unes des autres, certes, mais les étoiles aussi. Ainsi, les galaxies s’étendent et grandissent elles-mêmes. Nous vivons donc dans un univers dynamique et en évolution. Il était plus petit dans le passé et sera plus grand à l’avenir. 

# 4 : Le rayonnement relique 

Là encore, imaginons un cas théorique : Supposons que, dans le passé, l’univers était plus petit. Il aurait donc dû être à la fois plus dense et plus chaud ; car des densités plus élevées induisent toujours des températures plus élevées. 

Si l’univers était, par exemple, un million de fois plus petit qu’aujourd’hui, toute sa matière serait écrasée sur elle-même, sous forme de plasma. Dans cet état, les électrons seraient libres, détachés de leurs noyaux, baignant dans un rayonnement intense et à haute énergie (des sortes d’ondes à très haute fréquence). 

Mais au fur et à mesure que cet univers naissant s’élargirait, il se refroidirait rapidement, au point où les électrons pourraient soudainement commencer à graviter autour de noyaux, formant ainsi les premiers atomes complets d’hydrogène et d’hélium. 

L’intense rayonnement se diluerait alors, à mesure que cet univers se dilaterait, et se répartirait uniformément sous forme de micro-ondes dans un espace de plus en plus vide. 

Maintenant, retour à la réalité : Que se passe-t-il lorsqu’on pointe des télescopes à micro-ondes (non, pas le four) vers le ciel ? On détecte un bain de rayonnement de fond nous entourant de toutes parts, dans toutes les directions et presque parfaitement uniforme (à une partie sur 100 000 !). 

Conclusion générale 

Il y existe bien d’autres preuves, bien sûr. Mais ce n’est que le point de départ de notre image moderne du cosmos. Plusieurs preuves indépendantes mènent toutes à la même conclusion : notre univers a environ 13,8 milliards d’années, et à une époque, il était de la taille d’une pêche et avait une température de plus d’un billion de degrés.

Source : Space.com