BIG BANG
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Controverse autour d'un modèle
Les travaux de Gamow ont d'abord peu de retentissement. Il faut dire que les « modèles d'Univers chaud » (le terme big bang n'existe pas encore) ne sont alors guère populaires. Ces modèles entraînent en effet la notion d'âge de l'Univers. Dans le passé, les conditions étaient tellement extrêmes, qu'aucun objet connu – atome ou molécule, mais aussi planète, étoile ou galaxie – ne pouvait exister. Ainsi, l'Univers, ou du moins l'Univers tel que nous le connaissons, n'existe que depuis une durée de temps finie TU, que l'on nomme « âge de l'Univers ».
Or cette idée répugne à de nombreux esprits, pour lesquels il est difficile de renoncer à l'idée d'un Univers ayant toujours existé, et étant resté toujours identique à lui-même. L'idée de big bang rencontre par conséquent une farouche résistance, d'origine métaphysique, de tous ceux qui refusent d'abandonner le mythe antique d'un Univers éternel et invariable. De plus, certaines mesures astronomiques de l'époque sont entachées d'erreurs. De ce fait, les estimations de l'âge de l'Univers établies d'après ces mesures sont trop courtes d'un facteur dix environ et l'âge estimé – de l'ordre de 2 milliards d'années – serait inférieur à l'âge de la Terre ! Cela procure un argument de poids aux opposants aux modèles de big bang. Mais les partisans du big bang, comme Lemaître, restent confiants : les observations sont peut-être fausses (ce qui sera établi par la suite), on peut adopter certaines versions qui prévoient un âge plus long. Les « modèles stationnaires », concurrents des modèles de big bang, demeurent populaires.
Les années 1960 voient un groupe d'astrophysiciens de Princeton (États-Unis) s'intéresser à la théorie de Lemaître. Sous la direction de Robert H. Dicke, ils en étudient une version légèrement modifiée : l'Univers aurait effectivement présenté un état dense et chaud mais son destin serait de passer par des cycles d'expansion et de contraction, de dilution et de condensation, de refroidissement et de réchauffement. Ainsi, il reviendrait à un [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 5 pages
Écrit par :
- Marc LACHIÈZE-REY : directeur de recherche émérite au CNRS
Classification
Autres références
« BIG BANG » est également traité dans :
ANTIMATIÈRE
Dans le chapitre « Antimatière dans l'Univers » : […] Puisqu'on a découvert l'antiparticule associée à chaque particule et vérifié que les antiparticules interagissaient entre elles comme le font les particules, il est certain que tous les antinoyaux et tous les antiatomes ou antimolécules peuvent exister. Le problème est de savoir s'il y a réellement de l'antimatière en abondance dans l'Univers. Les interrogations à ce sujet viennent en fait de la […] Lire la suite
COSMOLOGIE
Dans le chapitre « 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 mat […] Lire la suite
DÉCOUVERTE DU RAYONNEMENT COSMOLOGIQUE
Comme Karl Guthe Jansky, le fondateur de la radioastronomie, Arno A. Penzias et Robert W. Wilson sont ingénieurs radio aux Bell Telephone Laboratories. En mettant au point à la station de Holmdel (New Jersey) une antenne particulièrement sensible destinée aux télécommunications par satellite à 7 centimètres de longueur d'onde, ils constatent que cette antenne capte un signal continu inexplicable, […] Lire la suite
ESPACE (CONQUÊTE DE L') - Des pionniers à la fin de la guerre froide
Dans le chapitre « Cosmologie et astrométrie » : […] Le reste de l'Univers a aussi fait l'objet de toutes les attentions. Il a été observé dans toutes les longueurs d'ondes. En 1989, le satellite américain Cobe (Cosmic Background Explorer) a renforcé la théorie du big bang, en parvenant à mesurer le rayonnement fossile de l'Univers . Le satellite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (W.M.A.P.) de la N.A.S.A. qui lui succède est lancé en 2001. Son […] Lire la suite
ÉTAT STATIONNAIRE THÉORIE DE L', cosmologie
En 1948, l'Américain Thomas Gold et le Britannique Hermann Bondi publient dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (vol. 108, n o 3, pp. 252-270) un article intitulé « The Steady-State Theory of the Expanding Universe » (« La Théorie de l'Univers en expansion considéré comme stationnaire »). Ils proposent de nouveaux modèles cosmologiques, qui reposent sur un principe fondamen […] Lire la suite
GRAVITATION ET ASTROPHYSIQUE
Dans le chapitre « Théorie newtonienne de la gravitation et cosmologie » : […] Il est remarquable qu'en dépit des nombreux efforts pour obtenir une preuve expérimentale en faveur de modèles théoriques beaucoup plus compliqués, on puisse toujours donner une représentation satisfaisante de ce que nous savons des propriétés de l'Univers à l'aide d'un modèle cosmologique de la plus grande simplicité concevable, à savoir celui d'une explosion isotrope et homogène. Autrement dit, […] Lire la suite
HAWKING STEPHEN WILLIAM (1942-2018)
Dans le chapitre « Du big bang aux trous noirs » : […] Dès le début, les recherches de Hawking sont centrées sur les singularités dans l'Univers. Une singularité est un concept mathématique qui peut être visualisé comme une région de l'espace-temps qui a acquis une courbure si grande que les grandeurs physiques normales y sont infinies et que les lois ordinaires de la physique cessent d'être applicables. L'espace-temps est un réseau à quatre dimensio […] Lire la suite
HOYLE FRED (1915-2001)
Dans le chapitre « La nucléosynthèse » : […] En 1965, Arno A. Penzias et Robert W. Wilson, des Bell Laboratories, découvrent que le ciel entier émet un rayonnement à la longueur d'onde de 7 centimètres et à une température effective de 3,5 kelvins. Des physiciens de Princeton University postulent aussitôt que ce rayonnement doit être celui du corps noir cosmologique résultant du big bang, l'explosion primordiale d'où naquit l'Univers. Depui […] Lire la suite
INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte
Dans le chapitre « La chromodynamique quantique » : […] Les développements théoriques novateurs des années 1967-1972 permettent d'accéder à la compréhension moderne de l'interaction nucléaire forte. Dans le cadre de la chromodynamique, théorie quantique des champs construite à partir du modèle qu'est l'électrodynamique quantique, l'interaction nucléaire forte est la manifestation de quelques processus élémentaires mettant en jeu les quarks et les gluo […] Lire la suite
JUPITER, planète
Dans le chapitre « Structure de la planète » : […] Jupiter, comme d'ailleurs les autres planètes géantes du système solaire, est un objet profondément différent des planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont caractérisés par une surface solide de quelques milliers de kilomètres de diamètre, qu'entoure une atmosphère peu épaisse, voire très ténue dans le cas de Mercure. Au contraire, Jupiter est une énorme boule de gaz, composée […] Lire la suite
LEMAÎTRE GEORGES (1894-1966)
Astronome et cosmologiste belge, né le 17 juillet 1894 à Charleroi, mort le 20 juin 1966 à Louvain. Ingénieur civil, Georges Henri Lemaître est officier d'artillerie dans l'armée belge pendant la Première Guerre mondiale. Après l'armistice, il entre au séminaire et, en 1923, est ordonné prêtre. Il étudie alors au laboratoire de physique solaire de l'université de Cambridge de 1923 à 1924, puis au […] Lire la suite
MASSE CACHÉE ou MASSE MANQUANTE ou MATIÈRE NOIRE
Dans le chapitre « Implications cosmologiques » : […] Dans les galaxies spirales comme dans les amas, les analyses suggèrent donc de manière très convaincante la présence de grandes quantités de masse cachée. Aucun résultat observationnel ne contredisant cette idée, il semble légitime d'estimer cette présence comme bien établie, en quantités dépassant d'un facteur dix au moins celle de la masse visible. Bien entendu, cette question a des implication […] Lire la suite
NUCLÉOSYNTHÈSE
Dans le chapitre « La nucléosynthèse primordiale » : […] Pour expliquer le mouvement d'expansion de l'Univers marqué par le mouvement relatif des galaxies entre elles et le rayonnement fossile à 2,7 K, les cosmologistes imaginent que l'Univers est né il y a une quinzaine de milliards d'années d'une brutale explosion, le big bang. Selon les hypothèses les plus couramment retenues, l'Univers aurait atteint des températures bien supérieures à 10 12 K et d […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux
Dans le chapitre « Comprendre la naissance de l'Univers » : […] Comprendre de plus en plus finement la structure de la matière implique la connaissance de la physique à des énergies de plus en plus élevées (100 MeV à 10 —15 m, 100 GeV à 10 —18 m). Cela nous permet aussi de comprendre les premières fractions de seconde suivant la naissance de l'Univers. Si nous vivons dans un Univers en expansion, la densité et la température (énergie moyenne par particule) […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions
Dans le chapitre « Les neutrinos fossiles du fond du ciel » : […] Dans l'hypothèse cosmologique couramment admise du big bang, des neutrinos ont nécessairement été émis en grande quantité aux premiers instants de l' Univers (ère leptonique), les neutrinos de chaque type se trouvant alors en équilibre thermique avec les particules de matière et le rayonnement électromagnétique. Leur évolution, avec l'expansion et le refroidissement de l'Univers, est à peu près se […] Lire la suite
PENZIAS ARNO ALLAN (1933- )
Né le 26 avril 1933 à Munich (Allemagne) dans une famille israélite victime des persécutions nazies, Arno Allan Penzias rejoignit, à l'âge de six ans, Londres avec son frère cadet, première étape d'une fuite vers les États-Unis. Fils d'émigrés pauvres, il bénéficia de l'enseignement offert par la municipalité new-yorkaise par l'intermédiaire du City College de New York, puis fit ses études supérie […] Lire la suite
PLANCK MISSION
Dans le chapitre « Le rayonnement fossile : un outil majeur de la cosmologie observationnelle » : […] Caractériser le contenu et la géométrie de l'Univers, lever le voile sur le mystère de son origine et comprendre son évolution globale constituent l'objectif de la cosmologie. Afin d'appréhender l'Univers dans son ensemble, il est nécessaire de confronter théories de physique fondamentale, modèles de formation des grandes structures et observations ; ces dernières connaissent une explosion qualita […] Lire la suite
PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS
Dans le chapitre « LE PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS DANS L'UNIVERS » : […] Dans le scénario du big bang, les densités et températures originales étaient si élevées que quarks et gluons ne pouvaient se confiner en hadrons avant que l'expansion de l'Univers n'ait suffisamment joué son rôle de modérateur. On estime ainsi que c'est vers l'âge d'une microseconde que se réalisa la transition de phase qui nous occupe ici, bien après les autres transitions de phase que la théor […] Lire la suite
TROUS NOIRS
Dans le chapitre « Singularités et trous de ver » : […] On appelle « trou noir » non pas l'objet qui se trouve au fond du puits de gravité, mais toute la région d’espace-temps confinée à l'intérieur de l’horizon des événements. Qu'y a-t-il cependant au fond d'un trou noir, quel est le sort ultime de la matière qui y tombe ? La théorie de la relativité générale prédit que dans les configurations les plus simples, par exemple un trou noir statique et sph […] Lire la suite
Voir aussi
Les derniers événements
10-19 février 1993 • France • Début de la campagne électorale.
sont partagés face à ce « big bang » politique, tandis que les centristes et les communistes rénovateurs le rejettent. Les 18 et 19, le président François Mitterrand s'engage dans la campagne électorale en répondant, sur France 3, aux questions que les téléspectateurs lui posent par l'intermédiaire du Minitel [...] Lire la suite
24-25 avril 1990 • États-Unis • Le télescope Hubble placé sur orbite par la navette Discovery.
quelque quatorze milliards d'années de lumière de la Terre, quasi contemporains du big bang originel. Le 25, Hubble, qui mesure 13,30 m de longueur et pèse 12,75 t, est placé sur la bonne orbite, à 611 kilomètres d'altitude, un record pour la navette. Les jours suivants, diverses difficultés techniques perturbent le fonctionnement du télescope. [...] Lire la suite
27 octobre 1986 • Royaume-Uni • « Big Bang » sur la place financière de Londres
Une nouvelle réglementation des activités financières s'applique au marché londonien de la City. Le Big Bang (grande explosion) comporte plusieurs mesures, dont l'ouverture de la Bourse de Londres à des intervenants étrangers et l'abolition des commissions de courtage fixe [...] Lire la suite
Pour citer l’article
Marc LACHIÈZE-REY, « BIG BANG », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/big-bang/