La vitesse de la lumière nous donne un outil incroyable pour étudier l'univers. Parce que la lumière ne voyage que 300, 000 kilomètres par seconde, quand on voit des objets lointains, nous regardons dans le temps.

Tu ne vois pas le soleil tel qu'il est aujourd'hui, vous voyez un soleil de 8 minutes. Vous voyez Bételgeuse, 642 ans. Andromède, âgée de 2,5 millions d'années. En réalité, tu peux continuer comme ça, regarder plus loin, et plus profondément dans le temps. Puisque l'univers est en expansion aujourd'hui, c'était plus proche dans le passé.

Faites reculer l'horloge de l'univers, jusqu'au début, et vous arrivez dans un endroit plus chaud et plus dense qu'aujourd'hui. Si dense que l'univers entier peu après le Big Bang n'était qu'une soupe de protons, neutrons et électrons, sans que rien ne les maintienne ensemble.

En réalité, une fois qu'il s'est dilaté et s'est un peu refroidi, l'univers entier était simplement aussi chaud et aussi dense que le noyau d'une étoile comme notre soleil. Il faisait suffisamment froid pour que des atomes d'hydrogène ionisés se forment.

Parce que l'univers a les conditions du noyau d'une étoile, il avait la température et la pression nécessaires pour fusionner l'hydrogène en hélium et en d'autres éléments plus lourds. Sur la base du rapport de ces éléments que nous voyons dans l'univers aujourd'hui :74% d'hydrogène, 25% hélium et 1% divers, nous savons combien de temps l'univers a été dans cette condition "l'univers entier est une étoile".

Cela a duré environ 17 minutes. De 3 minutes après le Big Bang jusqu'à environ 20 minutes après le Big Bang. Dans ces quelques-uns, de courts instants, les clowns ont rassemblé tout l'hélium dont ils auraient besoin pour nous hanter avec une vie d'animaux en ballon.

Le processus de fusion génère des photons de rayonnement gamma. Au coeur de notre soleil, ces photons rebondissent d'atome en atome, finissant par sortir du noyau, à travers la zone radiative du soleil, et finalement dans l'espace. Ce processus peut prendre des dizaines de milliers d'années. Mais dans l'univers primitif, il n'y avait nulle part où aller pour ces photons primordiaux de rayonnement gamma. Partout il faisait plus chaud, univers dense.

L'univers continuait de s'étendre, et enfin, quelques centaines de milliers d'années après le Big Bang, l'univers était finalement assez froid pour que ces atomes d'hydrogène et d'hélium attirent les électrons libres, les transformer en atomes neutres.

Ce fut le moment de la première lumière dans l'univers, entre 240, 000 et 300, 000 ans après le Big Bang, connu comme l'ère de la recombinaison. La première fois que les photons pouvaient se reposer une seconde, attachés sous forme d'électrons aux atomes. C'est à ce moment que l'univers est passé d'être totalement opaque, à transparent.

Et c'est la lumière la plus précoce possible que les astronomes puissent voir. Vas-y, dites-le avec moi :le rayonnement de fond cosmique micro-ondes. Parce que l'univers s'est étendu au cours des 13,8 milliards d'années qui ont suivi jusqu'à maintenant, les premiers photons étaient étirés, ou décalé vers le rouge, de la lumière ultraviolette et visible à l'extrémité micro-ondes du spectre.

Si vous pouviez voir l'univers avec des yeux micro-ondes, vous verriez cette première explosion de rayonnement dans toutes les directions. L'univers célébrant son existence.

Après ce premier souffle de lumière, tout était sombre, il n'y avait pas d'étoiles ou de galaxies, juste des quantités énormes de ces éléments primordiaux. Au début de ces âges sombres, la température de l'univers entier était d'environ 4000 kelvins. Comparez cela avec les 2,7 kelvins que nous voyons aujourd'hui. A la fin de l'âge des ténèbres, 150 millions d'années plus tard, la température était un 60 kelvin plus raisonnable.

Pour les 850 millions d'années à venir, ces éléments se sont réunis en étoiles monstres d'hydrogène pur et d'hélium. Sans éléments plus lourds, ils étaient libres de former des étoiles avec des dizaines voire des centaines de fois la masse de notre propre soleil. Ce sont les étoiles de la Population III, ou les premières étoiles, et nous n'avons pas encore de télescopes assez puissants pour les voir. Les astronomes estiment indirectement que ces premières étoiles se sont formées environ 560 millions d'années après le Big Bang.

Puis, ces premières étoiles ont explosé en supernovae, des étoiles plus massives se sont formées et elles ont également explosé. Il est vraiment difficile d'imaginer à quoi cette époque a dû ressembler, avec des étoiles qui partent comme des feux d'artifice. Mais nous savons que c'était si commun et si violent qu'il a illuminé l'univers entier à une époque appelée réionisation. La majeure partie de l'univers était du plasma chaud.

L'univers primitif était chaud et horrible, et il n'y avait pas beaucoup d'éléments plus lourds dont dépend la vie telle que nous la connaissons. Pensez-y. Vous ne pouvez pas obtenir d'oxygène sans fusion dans une étoile, même plusieurs générations. Notre propre système solaire est le résultat de plusieurs générations de supernovae qui ont explosé, ensemencer notre région avec des éléments de plus en plus lourds.

Comme je l'ai mentionné plus tôt dans l'article, l'univers s'est refroidi de 4000 kelvins à 60 kelvins. Environ 10 millions d'années après le Big Bang, la température de l'univers était de 100 C, le point d'ébullition de l'eau. Et puis 7 millions d'années plus tard, il était descendu à 0 C, le point de congélation de l'eau.

Cela a conduit les astronomes à théoriser que pendant environ 7 millions d'années, l'eau liquide était présente à travers l'univers… partout. Et partout où nous trouvons de l'eau liquide sur Terre, on retrouve la vie.

C'est donc possible, possible que la vie primitive ait pu se former avec l'univers n'avait que 10 millions d'années. Le physicien Avi Loeb appelle cela l'époque habitable de l'univers. Aucune preuve, mais c'est une idée assez cool à laquelle réfléchir.

Je trouve toujours absolument hallucinant de penser que tout autour de nous dans toutes les directions est la première lumière de l'univers. Il a fallu 13,8 milliards d'années pour nous atteindre, et bien que nous ayons besoin d'yeux micro-ondes pour le voir réellement, c'est là, partout.