Le terme big bang fut proposé pour la première fois en 1948, par l'astrophysicien britannique Fred Hoyle (1915-2001). L'idée remonte cependant aux années 1930 : on la doit au physicien belge Georges Lemaître (1894-1966), sous l'appellation originelle d'« atome primitif ».
L'expansion de l'Univers vient alors tout juste d'être découverte et admise par la communauté scientifique. Si la matière se conserve, comme tout semble l'indiquer, l'expansion cosmique a pour conséquence que la même quantité de matière se trouve dans un volume de plus en plus étendu : en d'autres termes, elle se dilue. Et, selon les lois de la physique, une dilution entraîne tout naturellement un refroidissement. Tels sont les fondements de la théorie du big bang : en présence de l'expansion cosmique, les lois connues de la physique impliquent une dilution et un refroidissement. Il en résulte tout aussi logiquement que l'Univers était globalement plus dense et plus chaud dans le passé. Pour quantifier ce « plus dense » et ce « plus chaud », la relativité générale constitue l'outil parfait. Appliquées à l'Univers dans sa globalité, ses équations fondamentales – les équations d'Einstein – se simplifient pour devenir les équations de Friedmann-Lemaître. La simplification résulte de l'hypothèse d'un Univers régulier, homogène et isotrope (selon le principe cosmologique) : dans un premier temps au moins, la cosmologie s'intéresse en effet à déterminer les caractéristiques globales de l'Univers, et non pas les irrégularités que représentent, par exemple, les galaxies distribuées ça et là (un peu comme la géophysique, qui énonce la rotondité globale de la Terre, avant de s'intéresser à ses montagnes et à ses vallées).
L'Univers n'a donc pas toujours été tel qu'il se présente aujourd'hui à notre regard. Les conditions physiques, en particulier sa densité et sa température (moyennes), y ont varié au cours de l'évolution cosmique. L'Univers a une histoire ! L'établir constitue une des premières tâches des cosmologistes. Les diverses variantes […]
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