{"id":17635,"date":"2017-10-21T01:46:34","date_gmt":"2017-10-21T00:46:34","guid":{"rendered":"http:\/\/www.revue3emillenaire.com\/blog\/?p=17635"},"modified":"2017-10-21T01:46:34","modified_gmt":"2017-10-21T00:46:34","slug":"trois-premieres-minutes-de-lunivers-claude-tresmontant","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.revue3emillenaire.com\/blog\/trois-premieres-minutes-de-lunivers-claude-tresmontant\/","title":{"rendered":"Les trois premi\u00e8res minutes de l’univers par Claude Tresmontant"},"content":{"rendered":"

C’est seulement au milieu du XVIII<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle que les lunettes astronomiques ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 l’existence dans le ciel d’astres flous que l’on nommait alors des n\u00e9buleuses. Kant et Swedenborg ont suppos\u00e9 que ces n\u00e9buleuses pourraient bien \u00eatre un ensemble d’\u00e9toiles, comme notre propre galaxie. Au milieu du XIX<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle, en 1846, lord Rosse, avec un t\u00e9lescope de 1,83 m d’ouverture, aper\u00e7oit pour la premi\u00e8re fois un objet c\u00e9leste de structure spiral\u00e9e : c’\u00e9tait la n\u00e9buleuse Messier 51. D\u00e8s 1850, lord Rosse avait identifi\u00e9 quatorze n\u00e9buleuses spirales. Au cours du XVIII<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle, Charles Messier, sur la tour de Cluny, \u00e0 Paris, recherchait des com\u00e8tes. Mais il y avait dans le ciel des objets flous qui le g\u00eanaient car ils pouvaient \u00eatre confondus avec les com\u00e8tes qu’il recherchait. C’est pourquoi il \u00e9tablit la liste de ces objets c\u00e9lestes importuns. Ce petit catalogue de cent trois objets impr\u00e9vus et non d\u00e9sir\u00e9s contient les cinquante galaxies les plus belles, visibles de nos r\u00e9gions nordiques.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Qu’est-ce qu’une galaxie ? C’est un ensemble d’\u00e9toiles, une population constitu\u00e9e de milliards d’\u00e9toiles.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Vers 1920 encore, on discutait avec acharnement de la question de savoir si les galaxies que l’on \u00e9tait en train de d\u00e9couvrir se trouvaient \u00e0 l’int\u00e9rieur ou \u00e0 l’ext\u00e9rieur de notre propre Galaxie. Autrement dit, la question qui se posait \u00e9tait la suivante : notre Galaxie constitue-t-elle la totalit\u00e9 de l’Univers ou non ? Depuis 1924 le grand t\u00e9lescope de 2,54 m du Mont Wilson a permis de voir que les grandes galaxies spirales voisines, Messier 31 d’Androm\u00e8de et Messier 31 du Triangle, sont des galaxies \u00e9loign\u00e9es de nous d’une distance d’environ un million d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re. On appelle ann\u00e9e-lumi\u00e8re le chemin parcouru par la lumi\u00e8re en un an. Par cons\u00e9quent la lumi\u00e8re qui nous parvient aujourd’hui de ces galaxies est partie il y a un million d’ann\u00e9es.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Nous savons aujourd’hui que l’Univers est un gaz de galaxies, c’est-\u00e0-dire un ensemble dont chaque mol\u00e9cule est une galaxie, et une galaxie comme la n\u00f4tre, qui est une galaxie tr\u00e8s ordinaire, contient environ cent milliards d’\u00e9toiles.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Voil\u00e0 donc un premier point d’acquis. Nos anc\u00eatres vivaient dans un Univers qui \u00e9tait r\u00e9duit \u00e0 notre syst\u00e8me solaire, avec quelques \u00e9toiles qu’ils supposaient fixes. Il para\u00eet que Galil\u00e9e et ses juges se sont disput\u00e9s pour savoir si le Soleil tourne autour de la Terre, ou la Terre autour du Soleil. Ce sont des disputes de clocher, c’est le cas de le dire. Les commentateurs ont r\u00e9p\u00e9t\u00e9 qu’apr\u00e8s la r\u00e9volution copernicienne et galil\u00e9enne, les hommes d’Occident se sont trouv\u00e9s d\u00e9concert\u00e9s et boulevers\u00e9s parce qu’ils \u00e9taient habitu\u00e9s \u00e0 consid\u00e9rer que la Terre est le centre de l’Univers. Copernic et Galil\u00e9e leur montraient qu’il n’en est rien.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Aujourd’hui, en cette fin du XX<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle, les hommes doivent s’habituer \u00e0 l’id\u00e9e qu’ils vivent dans un syst\u00e8me solaire qui est construit autour d’une \u00e9toile tr\u00e8s ordinaire ; que dans notre galaxie, il existe environ cent milliards d’\u00e9toiles, parmi lesquelles fort nombreuses sont celles qui peuvent comporter des syst\u00e8mes plan\u00e9taires ; et que l’Univers tout entier est un gaz de galaxies, constitu\u00e9 de milliards de galaxies. On voit que les discussions entre Galil\u00e9e et ses juges \u00e9taient pour rire, pour nous faire rire aujourd’hui.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Mais ce n’est pas tout. Les Anciens, par exemple les Grecs, s’imaginaient que l’Univers est un syst\u00e8me \u00e9ternel, inusable, parce que constitu\u00e9 de substances, les astres, qui sont des substances divines. Les jud\u00e9ens et les chr\u00e9tiens enseignaient que l’Univers a commenc\u00e9, mais ils pensaient, \u2014 par exemple saint Augustin, saint Thomas ou Luther \u2014, que l’Univers a quelques milliers d’ann\u00e9es.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Vers 1927, des th\u00e9oriciens qui s’ignoraient les uns les autres, Lemaitre, Robertson, Tolman, Eddington, orientent leurs recherches vers des mod\u00e8les d’Univers \u00e0 rayon variable. C’est Lemaitre qui a pouss\u00e9 le plus loin l’analyse et a conduit \u00e0 un mod\u00e8le d’Univers en expansion.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

D\u00e8s 1912, Slipher analyse le spectre des galaxies spirales qu’il pouvait atteindre, \u00e0 l’aide d’un appareil que l’on appelle le spectrographe. Vers le milieu du si\u00e8cle dernier, Fizeau avait \u00e9tabli d\u00e9finitivement pour la lumi\u00e8re le principe et la loi que Doppler avait d\u00e9gag\u00e9s pour le son. Lorsqu’un observateur O et une source S de lumi\u00e8re sont en mouvement relatif, tout rayonnement \u00e9mis par la source appara\u00eet modifi\u00e9 en fonction de la vitesse relative suivant la direction OS, vitesse dite radiale.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Appliquant ce principe \u00e0 ce qu’il voyait dans son spectroscope, Slipher annonce de grandes vitesses radiales, de l’ordre de plusieurs centaines de kilom\u00e8tres par seconde. Et il eut la surprise de constater, en observant les galaxies les plus lointaines, que le d\u00e9calage des raies du spectre \u00e9tait de plus en plus grand et orient\u00e9 vers le rouge, ce qui indique une fuite de la source lumineuse par rapport \u00e0 l’observateur.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Apr\u00e8s Slipher, c’est Humason et Hubble, au Mont Wilson, qui ont confirm\u00e9 ces d\u00e9couvertes. En 1928, ils pouvaient formuler la loi g\u00e9n\u00e9rale suivante : Les galaxies s’\u00e9loignent de nous \u00e0 une vitesse V qui est proportionnelle \u00e0 leur distance d. Plus g\u00e9n\u00e9ralement encore : Toutes les galaxies se fuient les unes les autres \u00e0 une vitesse qui est proportionnelle \u00e0 leur distance mutuelle. Pour r\u00e9aliser ce ph\u00e9nom\u00e8ne cosmique, il suffit de se repr\u00e9senter les mol\u00e9cules d’un nuage de fum\u00e9e qui sort du bout de votre cigarette. Le nuage de fum\u00e9e se d\u00e9tend, se d\u00e9fait, se disperse. Les mol\u00e9cules s’\u00e9loignent les unes des autres. Ainsi l’Univers, qui est un gaz de galaxies, est en train de se d\u00e9tendre, de se disperser, de prendre de l’espace, de s’agrandir. L’Univers est plus grand aujourd’hui qu’hier. Il a la taille de son \u00e2ge.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Si l’on raisonne un peu, on voit aussit\u00f4t que, si l’Univers est en train de se d\u00e9tendre et de s’\u00e9tendre comme un gaz, en reculant dans le temps, on doit le trouver de plus en plus petit, de plus en plus concentr\u00e9. C’est en effet ce que montre l’exp\u00e9rience. En regardant l’Univers dans une r\u00e9gion tr\u00e8s lointaine, disons pour fixer les id\u00e9es \u00e0 une distance de trois milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re, on voit aujourd’hui l’Univers non pas tel qu’il est aujourd’hui, mais tel qu’il \u00e9tait il y a trois milliards d’ann\u00e9es, puisque la lumi\u00e8re qui est partie des objets que nous consid\u00e9rons a mis trois milliards d’ann\u00e9es \u00e0 nous parvenir. Eh bien, l’on constate que de fait dans cette zone lointaine de l’Univers, c’est-\u00e0-dire dans ce pass\u00e9 que nous atteignons par la vue, les galaxies sont plus rapproch\u00e9es les unes des autres, ce qui prouve que l’Univers \u00e9tait plus dense autrefois qu’aujourd’hui.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

La d\u00e9couverte de l’expansion de l’Univers a suscit\u00e9 des temp\u00eates parmi les th\u00e9oriciens, car elle remettait en question une image de l’Univers \u00e0 laquelle nous \u00e9tions habitu\u00e9s : l’image de l’Univers \u00e9ternel, sans commencement, sans gen\u00e8se, sans \u00e9volution, bien sagement immobile \u00e0 sa place, et n’ayant le droit que de tourner en rond sur lui-m\u00eame ; cette image qui nous venait des anciens philosophes grecs, et en particulier d’Aristote, qui professait que les astres sont des substances divines qui \u00e9chappent \u00e0 la gen\u00e8se et \u00e0 la corruption. L’id\u00e9e d’une \u00e9volution de l’Univers aurait \u00e9t\u00e9 un scandale pour les Grecs. C’est cette \u00e9vidence qui s’impose aujourd’hui \u00e0 nous, \u00e0 partir de l’exp\u00e9rience. Nous verrons dans notre prochaine chronique comment on en est venu \u00e0 \u00e9tudier, fraction de seconde par fraction de seconde, le premier quart d’heure de l’Univers, et m\u00eame les trois premi\u00e8res minutes de l’Univers.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

* * <\/span><\/p>\n

Lorsqu’on a d\u00e9couvert, \u00e0 partir de 1928, le fait de l’expansion de l’Univers, un raisonnement tr\u00e8s simple a conduit les th\u00e9oriciens \u00e0 penser que, si l’Univers est en train de s’\u00e9tendre, ou de se d\u00e9tendre comme un gaz, c’est qu’autrefois il \u00e9tait plus concentr\u00e9, plus condens\u00e9. En poussant le raisonnement jusqu’au bout, on parvenait \u00e0 l’id\u00e9e d’un \u00e9tat quasi ponctuel de l’Univers il y a quelques milliards d’ann\u00e9es.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Un tr\u00e8s grand physicien d’origine russe, \u00e9migr\u00e9 aux \u00c9tats-Unis, G. Gamow, a d\u00e9velopp\u00e9 cette th\u00e9orie \u00e0 la suite de Lema\u00eetre. L’Univers commence par une explosion. Puis il s’\u00e9tend et se d\u00e9tend. La mati\u00e8re complexe se forme au cours de l’histoire de l’Univers.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Nous avons d\u00e9couvert depuis le d\u00e9but de ce si\u00e8cle qu’il existe en effet une histoire de la mati\u00e8re. Les noyaux complexes sont form\u00e9s \u00e0 l’int\u00e9rieur des \u00e9toiles au dernier stade de leur \u00e9volution. L’analyse physique nous conduit \u00e0 penser que les premi\u00e8res compositions physiques qui ont abouti \u00e0 des noyaux lourds ou complexes remontent \u00e0 environ dix milliards d’ann\u00e9es en arri\u00e8re de nous.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Nous connaissons maintenant assez bien l’histoire de la formation des \u00e9toiles et leur \u00e2ge. L’\u00e2ge des plus vieux amas d’\u00e9toiles ne semble pas d\u00e9passer quinze milliards d’ann\u00e9es. Les sp\u00e9cialistes pensent g\u00e9n\u00e9ralement que l’apparition des premi\u00e8res \u00e9toiles de notre galaxie remonte \u00e0 une \u00e9poque qui se situe entre dix et quinze milliards d’ann\u00e9es.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Mais d’autre part, l’\u00e9tude de l’expansion de l’Univers, c’est-\u00e0-dire de la fuite ou de la r\u00e9cession des galaxies, a conduit \u00e0 fixer le commencement de ce processus d’expansion \u00e0 une \u00e9poque qui se situe autour de quinze milliards d’ann\u00e9es avant nous, disons quinze ou vingt milliards d’ann\u00e9es en arri\u00e8re pour \u00eatre prudents.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

On voit que l’\u00e9tude et le calcul de l’\u00e2ge des plus anciennes compositions physiques, des plus vieilles \u00e9toiles, et du point de d\u00e9part de l’expansion, nous conduisent \u00e0 des chiffres qui sont du m\u00eame ordre de grandeur. Or, ces trois types de recherche sont totalement ind\u00e9pendants les uns des autres. Il n’y avait aucune raison a priori pour que l’on obtienne le m\u00eame r\u00e9sultat. Cette rencontre des trois \u00e9valuations autour de quinze milliards d’ann\u00e9es en arri\u00e8re de nous a beaucoup impressionn\u00e9 les th\u00e9oriciens et donn\u00e9 un poids consid\u00e9rable au mod\u00e8le d’Univers propos\u00e9 par Lema\u00eetre et, apr\u00e8s lui, par Gamow.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Mais jusque vers les ann\u00e9es 40, l’astronomie \u00e9tait fond\u00e9e sur la vue. C’est l’homme qui regarde l’Univers. Depuis une trentaine d’ann\u00e9es, l’astronomie et l’astrophysique sont fond\u00e9es aussi sur l’ou\u00efe : l’homme \u00e9coute l’Univers. Une nouvelle branche de l’astronomie s’est d\u00e9velopp\u00e9e depuis trente ans, qui est fond\u00e9e sur l’observation des ondes radio\u00e9lectriques, au lieu des ondes lumineuses. Elle a conduit \u00e0 des d\u00e9couvertes d’une tr\u00e8s grande importance. Avant 1930, toute description de l’Univers \u00e9tait r\u00e9alis\u00e9e en fonction de son contenu visible, qui \u00e9tait alors seul accessible. Aujourd’hui, l’Univers nous parle aussi par les sons qu’il \u00e9met. Apr\u00e8s la d\u00e9couverte par le radioastronome am\u00e9ricain Hey, en 1946, de plusieurs sources radio intenses, de nombreux chercheurs ont entrepris d’explorer le ciel pour faire l’inventaire complet de toutes les radiosources accessibles.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Les radiosources quasi stellaires sont des sources de rayonnement radio qui ont pu \u00eatre identifi\u00e9es \u00e0 des objets que l’on voyait au t\u00e9lescope et qui, en premi\u00e8re approximation, ont l’apparence d’\u00e9toiles, mais en diff\u00e8rent par leur couleur, beaucoup plus bleue et surtout par leur spectre optique. On a bien entendu \u00e9tudi\u00e9 le d\u00e9calage spectral de ces radiosources. Il montre que leur vitesse de fuite est si grande qu’elle s’approche de la vitesse de la lumi\u00e8re. La luminosit\u00e9 de ces objets peut atteindre dix \u00e0 cent fois celle des galaxies les plus brillantes. Et \u00e0 mesure que l’on interroge des radiosources plus \u00e9loign\u00e9es, il semble aux th\u00e9oriciens et aux exp\u00e9rimentateurs qu’ils atteignent un \u00e9tat plus ancien de l’Univers, \u00e0 une \u00e9poque o\u00f9 l’Univers \u00e9tait plus concentr\u00e9 qu’il ne l’est aujourd’hui. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

En 1964, coup de tonnerre, c’est le cas de le dire, dans le ciel de l’astrophysique. Deux radioastronomes, Penzias et Wilson, d\u00e9couvrent un bruit qui ne pouvait venir de notre galaxie, mais qui ne pouvait provenir que de l’Univers entier. Tout corps, \u00e0 une temp\u00e9rature sup\u00e9rieure au z\u00e9ro absolu, \u00e9met un bruit radio, qui est produit par l’agitation thermique des \u00e9lectrons qu’il contient. Penzias et Wilson d\u00e9couvrent ce bruit d’origine cosmique en voulant mesurer l’intensit\u00e9 des ondes radio \u00e9mises par notre galaxie. Ils utilisaient une antenne radio du Bell T\u00e9l\u00e9phone Laboratory situ\u00e9e sur une colline dans le New Jersey. Ils ont donc d\u00e9couvert ce qu’ils ne cherchaient pas, et les th\u00e9oriciens pensent que cette d\u00e9couverte est la plus importante depuis la d\u00e9couverte du d\u00e9calage vers le rouge du spectre des galaxies. Ce rayonnement thermique cosmologique ne provient pas d’astres particuliers comme les \u00e9toiles, ni de galaxies particuli\u00e8res. Il nous arrive de toutes les directions de l’Univers.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Gamow avait pr\u00e9vu, il y a longtemps d\u00e9j\u00e0, que l’explosion de l’Univers, ou, si l’on pr\u00e9f\u00e8re, le commencement de l’expansion, devait avoir laiss\u00e9 des traces sous la forme d’un rayonnement de courte longueur d’onde remplissant l’Univers entier. Aujourd’hui, l’Univers tout entier est comparable \u00e0 un four \u2014 270\u00b0 C, rempli d’une radiation \u00e0 caract\u00e8re thermique dans laquelle nous baignons tous comme des poissons dans l’eau. C’est cette radiation cosmique qu’avaient d\u00e9couverte, sans le savoir et sans l’avoir cherch\u00e9e, les deux radioastronomes Penzias et Wilson.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Ce rayonnement fossile est le reste et le signe de l’explosion qui a eu lieu il y a quelque quinze ou vingt milliards d’ann\u00e9es. Il vient donc confirmer l’hypoth\u00e8se de Lema\u00eetre et de Gamow : l’Univers est un syst\u00e8me en expansion. Nous atteignons aujourd’hui des objets qui se situent \u00e0 pr\u00e8s de dix milliards d’ann\u00e9es, c’est-\u00e0-dire que nous voyons l’Univers, ou du moins nous l’entendons, tel qu’il \u00e9tait il y a dix milliards d’ann\u00e9es. La vitesse de fuite de ces objets les plus lointains approche de la vitesse de la lumi\u00e8re. Non seulement l’Univers se d\u00e9tend et se disperse, mais il se refroidit aussi en se dispersant. La temp\u00e9rature de l’Univers d\u00e9cro\u00eet proportionnellement \u00e0 son expansion, c’est-\u00e0-dire \u00e0 son \u00e2ge. Et c’est ainsi que l’on parvient \u00e0 mesurer la temp\u00e9rature et \u00e0 d\u00e9crire l’histoire de l’Univers dans les tout premiers instants. C’est ce que nous verrons dans notre prochaine chronique.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

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Depuis plusieurs ann\u00e9es d\u00e9j\u00e0 les th\u00e9oriciens nous racontaient ce qui s’\u00e9tait pass\u00e9 dans l’Univers, lorsque l’Univers \u00e9tait tout petit, lors du premier quart d’heure, fraction de seconde par fraction de seconde. Ainsi, le lecteur fran\u00e7ais pouvait lire la description du premier quart d’heure de l’Univers par l’astrophysicien fran\u00e7ais Jean Heidmann dans l’excellent ouvrage d’ensemble intitul\u00e9 <\/span>La Nouvelle Astronomie<\/i><\/span> et publi\u00e9 en 1971 chez Hachette, sous la direction de Jean-Claude Pecker, professeur au Coll\u00e8ge de France.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Mais dans ce domaine, les choses vont vite, tr\u00e8s vite. De m\u00eame que l’Univers est en \u00e9volution irr\u00e9versible, et en expansion, le volume de nos connaissances et le rythme des d\u00e9couvertes est aussi en croissance acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

En 1977, un th\u00e9oricien am\u00e9ricain, Steven Weinberg, publiait aux \u00c9tats-Unis un ouvrage qui vient d’\u00eatre traduit en langue fran\u00e7aise et publi\u00e9 par les \u00e9ditions du Seuil : <\/span>Les trois premi\u00e8res minutes de l’Univers<\/i><\/span>.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Voyons donc, comment, il y a un an ou deux, on se repr\u00e9sentait les tout premiers commencements de l’Univers.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Steven Weinberg commence sa description de l’histoire de l’Univers avec un notable retard : il commence lorsque l’Univers a d\u00e9j\u00e0 un centi\u00e8me de seconde ! La temp\u00e9rature de l’Univers est d\u00e9j\u00e0 tomb\u00e9e \u00e0 cent milliards de degr\u00e9s. L’auteur nous dit qu’\u00e0 cette temp\u00e9rature l’Univers est plus simple qu’il ne le sera jamais. L’Univers est alors, dans ce premier centi\u00e8me de seconde pass\u00e9, mati\u00e8re et rayonnement. Chaque particule subit des collisions tr\u00e8s rapides avec les autres. Les particules les plus nombreuses sont les \u00e9lectrons et leurs antiparticules, les positons. Il ne faut pas oublier les particules sans masse, les photons, ainsi que les neutrinos et les antineutrinos. L’Univers est alors d’une extr\u00eame densit\u00e9.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

L’Univers, d\u00e8s ce premier instant, subit une expansion et un refroidissement rapides. Plus l’Univers s’\u00e9tend, plus il se refroidit. Weinberg nous dit que l’Univers est parti d’une temp\u00e9rature infinie. Curieuse notion. Mais c’est ainsi que s’expriment les physiciens. Dans ce premier instant \u00e9tudi\u00e9 par Weinberg, l’instant qui suit le premier centi\u00e8me de seconde, il existe un petit nombre de particules nucl\u00e9aires, c’est-\u00e0-dire de particules qui vont entrer dans la constitution du noyau de l’atome : environ un proton ou neutron pour chaque milliard de photons, d’\u00e9lectrons ou de neutrinos.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Si l’Univers est un syst\u00e8me fini spatialement, alors il pourrait avoir aujourd’hui une circonf\u00e9rence de 125 milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re. C’est une estimation propos\u00e9e par certains th\u00e9oriciens. Dans cette hypoth\u00e8se, la taille de l’Univers \u00e0 ce premier instant que nous consid\u00e9rons serait mesur\u00e9e par une circonf\u00e9rence d’environ quatre ann\u00e9es-lumi\u00e8re, c’est-\u00e0-dire qu’un photon allant droit devant lui se retrouve au point de d\u00e9part au bout de quatre ann\u00e9es, si l’on ose parler d’ann\u00e9es pour une \u00e9poque o\u00f9 il n’y avait pas encore de syst\u00e8me solaire ni m\u00eame de galaxie\u2026<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Au bout d’une fraction de seconde que Weinberg pr\u00e9cise : 0,11 seconde, la temp\u00e9rature de l’Univers est tomb\u00e9e \u00e0 trente milliards de degr\u00e9s. L’Univers contient essentiellement des \u00e9lectrons, des positons, des neutrinos, des antineutrinos et des photons. La vitesse d’expansion de l’Univers a commenc\u00e9 \u00e0 diminuer. Les particules nucl\u00e9aires, peu nombreuses, ne sont pas encore arrang\u00e9es ni li\u00e9es entre elles pour constituer des noyaux atomiques.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Au terme d’une dur\u00e9e qui est de 1,09 seconde, la temp\u00e9rature de l’Univers est tomb\u00e9e \u00e0 dix milliards de degr\u00e9s. La densit\u00e9 de l’Univers et sa temp\u00e9rature diminuent ensemble. Mais la temp\u00e9rature de l’Univers est encore trop \u00e9lev\u00e9e pour que les neutrons et les protons puissent rester li\u00e9s et constituer des noyaux atomiques.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Au bout de treize secondes et quatre-vingt-deux centi\u00e8mes de seconde, la temp\u00e9rature de l’Univers est de trois milliards de degr\u00e9s. Les \u00e9lectrons et les positons commencent \u00e0 dispara\u00eetre, \u00e0 s’annihiler mutuellement. Quelques noyaux d’atomes, par exemple celui de l’h\u00e9lium, peuvent maintenant se former. Un proton et un neutron peuvent former un noyau d’hydrog\u00e8ne lourd ou deut\u00e9rium. Ce noyau de deut\u00e9rium, \u00e0 son tour, peut entrer en collision avec un neutron ou un proton pour former par exemple un noyau de l’isotope l\u00e9ger de l’h\u00e9lium, constitu\u00e9 de deux protons et d’un neutron.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Comme on le voit, ce qui est premier dans l’histoire de la mati\u00e8re, ce ne sont pas les atomes, m\u00eame pas l’atome le plus simple : ce sont des particules qui vont, plus tard, entrer dans la constitution de l’atome.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Au bout de trois minutes et deux secondes (l’auteur a donc d\u00e9pass\u00e9 ce que promettait le titre de l’ouvrage…), la temp\u00e9rature de l’Univers est d’un milliard de degr\u00e9s, c’est-\u00e0-dire seulement soixante-dix fois la temp\u00e9rature qui r\u00e8gne aujourd’hui au centre du Soleil. La plupart des \u00e9lectrons et des positons ont disparu de l’Univers. Celui-ci est maintenant constitu\u00e9 principalement de photons, de neutrinos et d’antineutrinos.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Apr\u00e8s trois minutes et quarante-six secondes, la formation des noyaux atomiques, que les physiciens appellent nucl\u00e9osynth\u00e8se, commence \u00e0 une temp\u00e9rature de neuf cents millions de degr\u00e9s.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Maintenant, nous laissons s’\u00e9couler une longue p\u00e9riode, plus d’une demi-heure, tr\u00e8s exactement trente-quatre minutes et quarante secondes apr\u00e8s le commencement, la temp\u00e9rature de l’Univers est tomb\u00e9e \u00e0 trois cents millions de degr\u00e9s. Les positons et les \u00e9lectrons se sont maintenant tous annihil\u00e9s, sauf la quantit\u00e9 d’\u00e9lectrons n\u00e9cessaires pour compenser la charge \u00e9lectrique des protons. La plupart des particules qui composent le noyau sont maintenant li\u00e9es entre elles et constituent des noyaux d’h\u00e9lium, ou bien alors ce sont des protons \u00e0 l’\u00e9tat libre, c’est-\u00e0-dire des noyaux d’hydrog\u00e8ne.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Le refroidissement et l’expansion de l’Univers se poursuivent. Mais il faut attendre sept cent mille ans (si on peut parler d’ann\u00e9es…) pour que la temp\u00e9rature de l’Univers descende jusqu’\u00e0 un point tel que les \u00e9lectrons restants et les noyaux puissent constituer des atomes stables, ceux que nous connaissons aujourd’hui, et qui se sont form\u00e9s assez tard, les uns apr\u00e8s les autres, par ordre de complexit\u00e9 croissante.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Bient\u00f4t, les \u00e9toiles et les galaxies vont se former. C’est dans les \u00e9toiles que la gen\u00e8se, la composition de la mati\u00e8re va se poursuivre, jusqu’\u00e0 nos jours.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Les mat\u00e9riaux laiss\u00e9s par les trois premi\u00e8res minutes de l’histoire de l’Univers, mat\u00e9riaux \u00e0 partir desquels les \u00e9toiles ont commenc\u00e9 \u00e0 se former, consistaient pour une part (22 \u00e0 28 %) en h\u00e9lium et, quant au reste, ou presque, en hydrog\u00e8ne. L’Univers, avant la gen\u00e8se des \u00e9toiles et des galaxies, c’est du gaz, de l’hydrog\u00e8ne et de l’h\u00e9lium. La mati\u00e8re que nous consid\u00e9rons comme solide est une mati\u00e8re r\u00e9cente, la plus grande partie de la masse de l’Univers est encore de nos jours constitu\u00e9e d’hydrog\u00e8ne. L’hydrog\u00e8ne n’est pas produit dans les \u00e9toiles : il est ce dont les \u00e9toiles sont constitu\u00e9es et ce que les \u00e9toiles transforment en \u00e9l\u00e9ments lourds.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

C’est vers 1940 qu’un savant allemand, Hans Bethe, a \u00e9tabli que le processus fondamental qui se r\u00e9alise dans les \u00e9toiles comme notre Soleil, c’est la fusion de quatre noyaux d’hydrog\u00e8ne en un noyau d’h\u00e9lium, avec une perte de masse. La formation d’un atome d’h\u00e9lium \u00e0 partir de quatre atomes d’hydrog\u00e8ne laisse subsister un certain r\u00e9sidu, lequel est instantan\u00e9ment transform\u00e9 en \u00e9nergie. Cette \u00e9nergie nous parvient, \u00e0 nous qui sommes sur la terre, sous forme de grains d’\u00e9nergie que l’on appelle les photons. C’est cette \u00e9nergie qui, tombant sur les laitues, permet \u00e0 celles-ci de composer ces mol\u00e9cules complexes qui constituent le glucose. Les petits lapins mangent les feuilles de laitue et l’\u00e9nergie qu’ils trouvent dans les mol\u00e9cules de glucose, ils s’en servent pour courir dans les bois. Il y a m\u00eame des gens qui mangent les petits lapins. C’est finalement l’\u00e9nergie qui vient du soleil qu’ils consomment.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

* * *<\/span><\/p>\n

Les physiciens pensent donc aujourd’hui que la formation des noyaux des atomes a eu lieu d’abord avant la gen\u00e8se des \u00e9toiles, puis \u00e0 l’int\u00e9rieur des \u00e9toiles. L’h\u00e9lium, en particulier, a \u00e9t\u00e9 compos\u00e9 en partie dans les premiers temps de l’histoire de l’Univers, avant la formation des \u00e9toiles. Dans les \u00e9toiles, depuis qu’elles existent, la gen\u00e8se ou formation de l’h\u00e9lium se continue, comme nous l’avons rappel\u00e9 dans notre pr\u00e9c\u00e9dente chronique, par la fusion de quatre atomes d’hydrog\u00e8ne. Tous les autres noyaux atomiques sont form\u00e9s et constitu\u00e9s \u00e0 l’int\u00e9rieur des \u00e9toiles, qui sont donc des laboratoires de construction de la mati\u00e8re, mati\u00e8re qui va servir plus tard, sur les obscures plan\u00e8tes, pour composer ces mol\u00e9cules g\u00e9antes qui porteront inscrites en elles les textes des messages et des instructions qui sont requis pour composer les premiers vivants.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Voil\u00e0 donc dans ses grandes lignes la figure de l’histoire de l’Univers dans ses premiers instants, telle que nous la pr\u00e9sente le th\u00e9oricien am\u00e9ricain Steven Weinberg dans le livre qui vient de para\u00eetre en traduction fran\u00e7aise, <\/span>Les trois premi\u00e8res minutes de l’Univers<\/i><\/span>. Weinberg ajoute qu’avant ce premier centi\u00e8me de seconde dont il est parti pour d\u00e9crire l’histoire des premiers instants de l’Univers, il a d\u00fb y avoir un commencement de l’Univers, dans un instant o\u00f9 la densit\u00e9 et la temp\u00e9rature de l’Univers \u00e9taient infinies.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Weinberg remarque lui-m\u00eame \u00e0 quel point cette id\u00e9e, ou cette repr\u00e9sentation, d’un commencement de l’Univers a \u00e9t\u00e9 dure \u00e0 avaler pour la plupart des th\u00e9oriciens sp\u00e9cialis\u00e9s en astrophysique. Le fait est que, depuis que cette id\u00e9e a vu le jour, vers 1927-1928, elle a provoqu\u00e9 des temp\u00eates. Weinberg remarque sagement que nous nous sommes bien habitu\u00e9s \u00e0 l’id\u00e9e d’un z\u00e9ro absolu de temp\u00e9rature. Il est impossible d’abaisser la temp\u00e9rature de quoi que ce soit en dessous de – 273\u00b0C et quelques poussi\u00e8res, non pas parce que c’est trop difficile, mais simplement parce que l’id\u00e9e d’une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure au z\u00e9ro absolu n’a aucune signification. De m\u00eame, pense Weinberg, nous devons nous habituer \u00e0 l’id\u00e9e d’un z\u00e9ro absolu du temps physique, en de\u00e7\u00e0 duquel il n’y a pas de temps. Car lorsqu’il n’y avait pas d’Univers, il n’y avait pas de temps.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

La raison pour laquelle les th\u00e9oriciens, aussi bien am\u00e9ricains, fran\u00e7ais, anglais que sovi\u00e9tiques, ont tant souffert, depuis trente ou quarante ans, de cette repr\u00e9sentation qui s’impose de plus en plus \u00e0 nous : un Univers en \u00e9volution qui comporte un commencement, \u2014 c’est que la pens\u00e9e europ\u00e9enne, depuis les origines de la pens\u00e9e grecque, a habitu\u00e9 les intelligences \u00e0 l’id\u00e9e d’un Univers \u00e9ternel, sans gen\u00e8se, sans \u00e9volution, sans commencement et sans fin. Or nous venons de d\u00e9couvrir au XX<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle que l’Univers est un syst\u00e8me qui a commenc\u00e9, qui \u00e9volue d’une mani\u00e8re irr\u00e9versible et qui s’use, d’une mani\u00e8re irr\u00e9versible aussi, en se dispersant, en se refroidissant. C’est tout juste, point par point, le contraire de la repr\u00e9sentation que nous avaient l\u00e9gu\u00e9e les Grecs.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Il est extr\u00eamement dur d’\u00eatre oblig\u00e9 de changer d’habitudes intellectuelles.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

D’autant plus qu’ici, avec cette d\u00e9couverte d’un commencement de l’Univers, des probl\u00e8mes se posent et s’imposent \u00e0 l’intelligence, qui ne rel\u00e8vent plus de la physique. Car la physique, la physique cosmique comme toute physique, \u00e9tudie ce qui est donn\u00e9 dans notre exp\u00e9rience. Si l’Univers a commenc\u00e9, alors la physique se trouve \u00e0 la fronti\u00e8re entre ce qui est donn\u00e9 dans notre exp\u00e9rience et ce qui ne l’est pas. La notion de commencement est d\u00e9cid\u00e9ment p\u00e9nible pour les physiciens. Il semble qu’elle soit p\u00e9nible pour la pens\u00e9e humaine depuis longtemps, au moins dans cette tradition de pens\u00e9e qui est celle de la Gr\u00e8ce, car les philosophes grecs enseignent presque tous depuis les d\u00e9buts de l’histoire de la philosophie grecque qu’en r\u00e9alit\u00e9 il n’y a pas de gen\u00e8se, pas de nouveaut\u00e9 dans l’Univers. Tout ce qui existe pr\u00e9existait d\u00e9j\u00e0. Et certains philosophes grecs ont m\u00eame profess\u00e9 que nos \u00e2mes pr\u00e9existaient avant d’\u00eatre descendues dans ce monde de la mati\u00e8re. D’autres, ou les m\u00eames, ont enseign\u00e9 l’\u00e9ternel retour du m\u00eame ou de l’identique. Dans tous les cas, ce qu’il s’agissait de fuir le plus possible, c’\u00e9tait pr\u00e9cis\u00e9ment la nouveaut\u00e9, le commencement d’\u00eatre. Or voici que la cosmologie moderne, exp\u00e9rimentale, nous enseigne que tout dans l’Univers a commenc\u00e9, et que l’Univers lui-m\u00eame a commenc\u00e9.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Une autre difficult\u00e9 pour les savants qui se trouvent affront\u00e9s \u00e0 cette d\u00e9couverte d’un commencement de l’Univers, c’est que ce commencement physique de l’Univers conduit forc\u00e9ment l’intelligence humaine \u00e0 se poser des questions qui ne rel\u00e8vent plus de la physique mais d’une autre discipline, rationnelle elle aussi, et qui consiste \u00e0 se demander comment comprendre l’existence de ce qui commence. Cette discipline, cette analyse rationnelle, on peut l’appeler comme on voudra, mais quelques bons th\u00e9oriciens en la mati\u00e8re l’ont appel\u00e9e depuis quelques si\u00e8cles : la m\u00e9taphysique. Le terme vaut ce qu’il vaut, peu nous importe ici.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Un th\u00e9oricien fran\u00e7ais, astrophysicien et physicien, Hubert Reeves, publie justement ce mois-ci dans <\/span>La Recherche<\/i><\/span> un article consacr\u00e9 \u00e0 l’expansion de l’Univers, et il note que la physique \u00ab\u00a0se montre incapable de r\u00e9pondre \u00e0 ces questions et nous dirige droit vers la m\u00e9taphysique dont pendant des si\u00e8cles elle a voulu nous d\u00e9barrasser…\u00a0\u00bb La situation est d’autant plus p\u00e9nible pour les physiciens et les astrophysiciens que, du c\u00f4t\u00e9 de leurs coll\u00e8gues philosophes, dans les Universit\u00e9s, c’est l’ignorance g\u00e9n\u00e9rale concernant ces donn\u00e9es de l’astrophysique ; non seulement l’ignorance g\u00e9n\u00e9rale mais le d\u00e9sint\u00e9r\u00eat. Les philosophes r\u00e9gnants s’occupent de bien autre chose que d’astrophysique et de cosmologie : ils s’occupent de commenter des textes de philosophes anciens ou r\u00e9cents. De plus ils sont g\u00e9n\u00e9ralement persuad\u00e9s que l’analyse m\u00e9taphysique, cela n’existe pas, cela n’est pas possible. Dans ces conditions, que voulez-vous que fassent les th\u00e9oriciens de l’Univers qui tombent sur ce premier commencement ? Je dis premier commencement, car l’Univers comporte bien d’autres commencements, autant de commencements que de niveaux ou d’ordres nouveaux de r\u00e9alit\u00e9. Le commencement de la vie dans notre syst\u00e8me solaire, par exemple, c’est un commencement aussi paradoxal que le commencement de la mati\u00e8re.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Notons pour terminer un fait curieux, qui rel\u00e8ve de l’histoire de la pens\u00e9e humaine. Les Grecs ont enseign\u00e9 l’\u00e9ternit\u00e9 de l’Univers, sans commencement, sans gen\u00e8se, sans \u00e9volution, sans usure. Les Chinois aussi. Mais il a exist\u00e9 un petit peuple qui, d\u00e8s le X<\/span>e<\/span><\/sup> si\u00e8cle avant notre \u00e8re au moins a pens\u00e9 et profess\u00e9 que l’Univers comporte un commencement, qu’il est en \u00e9volution et qu’il s’use, comme les habits, comme les tapis. Ce petit peuple, c’est le peuple h\u00e9breu. Il ne disposait pas du grand t\u00e9lescope du Mont Palomar, ni de la radioastronomie. Comment a-t-il fait pour savoir cela, avant tout le monde, il y a d\u00e9j\u00e0 trente si\u00e8cles, alors que nous venons de le d\u00e9couvrir ?<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

C’est encore l\u00e0 une question qui peut \u00eatre mati\u00e8re \u00e0 quelques analyses. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

La Voix du Nord, 2, 3, 6 et 7 juin 1978.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

C’est seulement au milieu du XVIIIe si\u00e8cle que les lunettes astronomiques ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 l’existence dans le ciel d’astres flous que l’on nommait alors des n\u00e9buleuses. Kant et Swedenborg ont suppos\u00e9 que ces n\u00e9buleuses pourraient bien \u00eatre un ensemble d’\u00e9toiles, comme notre propre galaxie. 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