6. L'Univers primordial
Il se trouve que ces deux moments cruciaux dans l'histoire de l'Univers – équivalence matière-rayonnement et recombinaison – coïncident à peu près (un million d'années environ après le big bang, comparé à un âge actuel voisin de 15 milliards d'années). Ils marquent une coupure entre ce qu'il est convenu d'appeler l'Univers primordial (z > 1 000) et l'ère de la matière. Toutes les formes de matière et de structure que nous connaissons n'ont pris naissance que bien après la recombinaison. Néanmoins, le déroulement de l'Univers primordial est jalonné d'événements remarquables, déterminés par les conditions extrêmes de densité, de pression, de température, d'énergie régnant alors. Les astrophysiciens reconstituent le déroulement de l'Univers primordial sous le nom de ce qu'on appelle modèle de big bang.
L'Univers était alors baigné de rayonnement énergétique dominant sa dynamique, intimement lié à la matière. Aucune structure n'existait. Pas de galaxies, ni d'étoiles ou de planètes, ni la moindre molécule ou le moindre atome. Les atomes ne sont nés, comme nous l'avons déjà dit, qu'à la recombinaison. De fait, en remontant plus loin encore dans le passé, les structures de plus en plus élémentaires – les noyaux d'atomes, ou même les particules qui les constituent – n'existaient même pas. La fabrication des noyaux d'atomes les plus légers – la nucléosynthèse primordiale – est une étape des plus importantes.
• La nucléosynthèse primordiale
Pendant ses trois premières minutes d'existence, l'Univers ne contient que des particules individuelles (on ne peut dire libres car la densité est si élevée qu'elles interagissent toutes entre elles ; néanmoins, elles ne sont pas liées dans des structures telles que des noyaux d'atomes) : essentiellement des neutrons, des protons et des électrons pour la matière, des photons et des neutrinos pour le rayonnement. Il n'existe donc aucun noyau d'élément chimique puisque ceux-ci sont des assemblages liés de nucléons (sauf bien entendu des noyaux d'hydrogène, qui se réduisent à un seul proton). Mais, dans des condition […]
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