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    Quelle était la première couleur de l'univers ?

    Cette illustration montre l'évolution de l'Univers, du Big Bang à gauche, aux temps modernes sur la droite. Crédit :NASA

    L'univers baigne dans une mer de lumière, du scintillement bleu-blanc des jeunes étoiles à la lueur rouge foncé des nuages ​​d'hydrogène. Au-delà des couleurs vues par les yeux humains, il y a des flashs de rayons X et de rayons gamma, de puissantes rafales de radio, et les faibles, lueur omniprésente du fond diffus cosmologique. Le cosmos est rempli de couleurs vues et invisibles, ancien et nouveau. Mais de tout cela, il y avait une couleur qui apparaissait avant toutes les autres, la première couleur de l'univers.

    L'univers a commencé il y a 13,8 milliards d'années avec le Big Bang. Dans ses premiers instants, c'était plus dense et plus chaud qu'il ne le serait plus jamais. Le Big Bang est souvent visualisé comme un éclat de lumière brillant apparaissant dans une mer de ténèbres, mais ce n'est pas une image exacte. Le Big Bang n'a pas explosé dans le vide. Le Big Bang était un espace en expansion rempli d'énergie.

    En premier, les températures étaient si élevées que la lumière n'existait pas. Le cosmos a dû se refroidir pendant une fraction de seconde avant que les photons puissent apparaître. Après environ 10 secondes, l'univers est entré dans l'ère du photon. Les protons et les neutrons s'étaient refroidis dans les noyaux d'hydrogène et d'hélium, et l'espace était rempli d'un plasma de noyaux, électrons et photons. À ce moment-là, la température de l'univers était d'environ 1 milliard de degrés Kelvin.

    Mais même s'il y avait de la lumière, il n'y avait pas encore de couleur. La couleur est quelque chose que nous pouvons voir, ou au moins une sorte d'yeux pouvait voir. A l'époque du photon, les températures étaient si élevées que la lumière ne pouvait pas pénétrer le plasma dense. La couleur n'apparaîtrait pas tant que les noyaux et les électrons ne se seraient pas suffisamment refroidis pour se lier aux atomes. Il en a fallu 380, 000 ans pour que l'univers se refroidisse autant.

    Conception d'artiste de Planck, un observatoire spatial exploité par l'Agence spatiale européenne, et le fond cosmique des micro-ondes. Crédit :ESA et la Collaboration Planck – D. Ducros

    D'ici là, l'univers observable était un nuage cosmique transparent d'hydrogène et d'hélium de 84 millions d'années-lumière de diamètre. Tous les photons formés dans le Big Bang étaient enfin libres de circuler dans l'espace et le temps.

    C'est ce que nous voyons maintenant comme le fond cosmique des micro-ondes - la lueur de la lumière d'une époque où l'univers pouvait enfin être vu. Sur des milliards d'années, la lueur s'est refroidie au point qu'elle a maintenant une température inférieure à 3 degrés au-dessus du zéro absolu. Quand il est apparu pour la première fois, l'univers était beaucoup plus chaud, environ 3, 000 K. L'univers primitif était rempli d'une lueur chaude et brillante.

    Nous avons une bonne idée de ce qu'était cette première couleur. L'univers primitif avait une température presque uniforme partout, et sa lumière avait une distribution de longueurs d'onde connue sous le nom de corps noir. De nombreux objets tirent leur couleur du type de matériau dont ils sont faits, mais la couleur d'un corps noir ne dépend que de sa température. Un corps noir vers 3h, 000 K aurait une lueur orange-blanc brillant, semblable à la lumière chaude d'une vieille ampoule de 60 watts.

    La couleur d'un corps noir dépend de sa température. Crédit :Dariusz Kowalczyk, via Wikipédia

    Les humains ne voient pas la couleur de manière très précise. La couleur que nous percevons dépend non seulement de la couleur réelle de la lumière, mais de sa luminosité et de l'adaptation de nos yeux à l'obscurité. Si nous pouvions revenir à la période de cette première lumière, nous percevions probablement une lueur orange semblable à la lumière du feu.

    Au cours des prochaines centaines de millions d'années, la faible lueur orange s'estomperait et rougirait à mesure que l'univers continuerait de s'étendre et de se refroidir. Finalement, l'univers deviendrait noir. Après environ 400 millions d'années, les premières étoiles brillantes bleu-blanc ont commencé à se former, et une nouvelle lumière est apparue. Alors que les étoiles et les galaxies apparaissaient et évoluaient, le cosmos a commencé à prendre une nouvelle couleur.

    En 2002, Karl Glazebrook et Ivan Baldry ont calculé la couleur moyenne de toute la lumière que nous voyons des étoiles et des galaxies aujourd'hui pour déterminer la couleur actuelle de l'univers. Il s'est avéré que c'était un bronzage pâle semblable à la couleur du café avec de la crème. Ils ont nommé la couleur "latte cosmique".

    • Une couleur plus précise de l'univers primitif. Crédit :Planck/IAPC

    • La couleur actuelle de l'univers. Crédit :Brian Koberlein

    Même cette couleur ne durera qu'un temps. Alors que les grandes étoiles bleues vieillissent et meurent, seule la lueur rouge foncé des étoiles naines restera. Finalement, après des milliards d'années, même leur lumière s'estompera, et l'univers deviendra une mer de noir. Toutes les couleurs s'estompent avec le temps, et le temps nous emportera tous dans le noir.

    Mais pour l'instant, les couleurs de l'univers nous peignent encore. Et si jamais vous vous asseyez près d'un feu avec un café crémeux alors que vous regardez dans l'obscurité de la nuit, sachez que vous êtes baigné de couleurs cosmiques. Passé, présent, et futur.


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