La théorie du big bang de l'origine de l'univers est un résultat logique de la découverte par l'astronome Edwin Hubble que l'univers est en expansion. Si l'expansion pouvait être inversée, l'univers entier se contracterait à un moment donné dans un seul point dans l'espace. Les scientifiques ont déduit les conditions et la température de l'univers à une époque infiniment proche de cette singularité basée sur les observations de l'univers actuel.

La Singularité Primordiale

Une singularité est une région de l'espace-temps dans lequel la matière est écrasée si étroitement que les lois gravitationnelles expliquées par la relativité générale s'effondrent. Dans une singularité, le volume de l'espace est nul et sa densité est infinie. Une autre façon de dire ceci est que la courbure de l'espace-temps est infinie. Les scientifiques croient qu'une telle singularité existe au cœur d'un trou noir, qui se produit lorsqu'un soleil super-massif atteint la fin de sa vie et implose. La relativité générale exige aussi qu'une telle singularité doive exister au début d'un univers en expansion.

Le Big Bang

Le big bang est l'instant où la singularité primordiale devient l'univers. Basé sur des observations d'objets éloignés et des mesures du rayonnement de fond cosmique, les scientifiques ont déduit la température à l'époque de Planck, qui est de 10 milliards de milliards de milliards de milliards de seconde. À cet instant, la température était de 100 millions de milliards de milliards de kelvins (180 millions de milliards de milliards de degrés Fahrenheit). L'univers a connu une période d'expansion accélérée qui s'est terminée bien avant la fin d'une seconde. À ce moment, il avait refroidi à une température de 100 milliards de kelvins (180 milliards de degrés Fahrenheit).

Les premiers moments de l'histoire

Environ une seconde après le big bang, l'univers était sur le point de 400 000 fois plus dense que l'eau, et la température était de 10 milliards de kelvins. La matière était principalement composée de protons et de neutrons. Après 13,8 secondes, la température avait chuté à 3 milliards de kelvins, et trois minutes et 45 secondes plus tard, elle était tombée à 1 milliard de kelvins. À ce stade, les neutrons et les protons ont commencé à former des noyaux d'hélium. Les premiers atomes ne se sont formés que 700 000 ans après le big bang. D'ici là, la température avait chuté à plusieurs milliers de kelvins, ce qui était assez cool pour que les protons et les électrons forment des atomes d'hydrogène.

Confirmation de la théorie

Outre la découverte de Hubble a conduit au développement de la théorie du big bang en premier lieu, il y a deux autres raisons d'accepter la théorie. La première est que l'hélium formé au moment du big bang devrait représenter 25% de la masse de l'univers, ce que les astrophysiciens observent. L'autre est qu'il prédit que la température du rayonnement de fond cosmique - la rémanence du big bang - devrait être de 3 degrés au-dessus du zéro absolu, et les observations l'ont également confirmé.