Big Bang : comment l’Univers est né

Un point de lumière

Regardez l’écran : un point unique jaillit et se met à grandir. C’est ainsi que les scientifiques se représentent le début de notre Univers, il y a environ 13,8 milliards d’années. Ce n’était pas une explosion dans un espace vide. L’espace lui-même, avec toute la matière et toute l’énergie, a commencé à s’étendre à partir d’un état extrêmement chaud et dense. On appelle cela le modèle du Big Bang, une théorie scientifique qui a résisté à un siècle de vérifications. Bien avant la science, chaque peuple racontait sa propre création du monde, des dieux du ciel aux œufs cosmiques. Ces mythes posent la question que nous posons encore : d’où vient tout ce qui existe ?

L’Univers grandit

Maintenant les points s’écartent, et plus un point est loin, plus il va vite. En 1929, Edwin Hubble montre que les galaxies lointaines s’éloignent de nous, d’autant plus vite qu’elles sont distantes. Il le lit dans le décalage vers le rouge : la lumière d’une galaxie qui s’éloigne est étirée vers le rouge, comme une sirène semble plus grave quand elle s’éloigne. Les galaxies ne filent pas à travers l’espace. C’est l’espace entre elles qui s’étire. Remontez le film à l’envers et tout se rejoint dans un début brûlant. Deux ans plus tôt, un prêtre et physicien belge, Georges Lemaître, avait déjà proposé un Univers en expansion.

Une idée rivale

Pendant un temps, le Big Bang a eu un concurrent. En 1948, Fred Hoyle, Hermann Bondi et Thomas Gold proposent la théorie de l’état stationnaire : à grande échelle, l’Univers ne change jamais, et de la matière nouvelle apparaît sans cesse au fil de son expansion. C’est Hoyle lui-même qui a donné son nom au Big Bang, lors d’une émission de radio de la BBC en 1949. Les scientifiques n’ont pas tranché selon leurs goûts. Ils ont cherché un test, car les deux théories s’opposaient sur le passé lointain. L’état stationnaire disait que ce passé ressemble à aujourd’hui. Le Big Bang le disait plus chaud et plus dense, avec peut-être une lueur encore présente autour de nous.

La plus vieille lumière

Le ciel se met à luire en fines mouchetures. Pendant ses 380 000 premières années, l’Univers a été un brouillard brûlant où la lumière ne pouvait pas aller loin. Puis il a assez refroidi pour que les atomes se forment, et la lumière s’est libérée. Elle voyage encore. Étirée en faibles micro-ondes, elle nous parvient de toutes les directions, à seulement 2,7 kelvins au-dessus du zéro absolu. En 1965, deux ingénieurs radio, Arno Penzias et Robert Wilson, captent ce souffle avec une antenne du New Jersey et n’arrivent pas à s’en débarrasser. C’était le fond diffus cosmologique, et il a départagé les théories en faveur du Big Bang. Ses minuscules mouchetures sont les germes des galaxies.

Les étoiles s’allument

Quand la lueur s’est éteinte, l’Univers est devenu sombre. Puis la gravité a rassemblé le gaz en amas, et 100 à 200 millions d’années après le début, les premières étoiles se sont allumées. Les scientifiques pensent que c’étaient des géantes faites presque uniquement d’hydrogène et d’hélium, à la vie brève et violente. Leurs explosions ont dispersé des éléments plus lourds. Le carbone de votre corps, l’oxygène que vous respirez et le fer de votre sang ont tous été fabriqués dans des étoiles. Les étoiles se sont regroupées en premières galaxies. Le télescope spatial James Webb observe aujourd’hui des galaxies datant de moins de 400 millions d’années après le Big Bang, et les astronomes affinent encore ce tableau.

La famille du Soleil naît

Un nuage de gaz et de poussière s’effondre. Un jeune Soleil s’allume en son centre, et un disque plat tourne autour de lui. Les grains s’agglomèrent en cailloux, les cailloux en rochers, les rochers en planètes. Cela s’est passé il y a environ 4,6 milliards d’années. Nous connaissons cette date grâce aux météorites, des fragments restants de cette époque. Leurs atomes radioactifs fonctionnent comme une horloge et donnent un âge d’environ 4,57 milliards d’années. Les planètes rocheuses se sont formées près du Soleil brûlant, et les géantes de gaz et de glace plus loin. Huit planètes ont grandi en tout, et la troisième à partir du Soleil est la nôtre.

Une collision géante

La jeune Terre était une boule de roche en fusion. Puis, pensent les scientifiques, un corps de la taille de Mars, surnommé Théia, l’a percutée. Les débris ont formé un anneau, puis se sont rassemblés en Lune. C’est la théorie de l’impact géant. Elle correspond aux roches lunaires rapportées par les astronautes d’Apollo, dont la composition chimique est très proche de celle des roches terrestres. En quelques millions d’années, la surface de la Terre a refroidi et durci. La vapeur d’eau de l’air est retombée en pluie, et les océans se sont formés. De minuscules cristaux de zircon d’Australie-Occidentale montrent qu’il existait de l’eau liquide il y a environ 4,4 milliards d’années. Un monde avec une Lune, des marées et des mers était prêt pour du nouveau : la vie.

Le début de toute chose