Ok,
Si on continue, là on est à 380 000 ans après le Big Bang, c’est à ce moment-là que le rayonnement fossile a été émis, ou plus précisément, c’est à ce moment que l’univers est devenu transparent, on parle de découplage rayonnement matière. Dans les traces de ce rayonnement fossile, certaines régions sont un peu plus chaudes, d’autres un peu moins, ça dénote des différences de densité, embryon des futures grandes structures de l’univers. Mais on ne savait pas très bien comment ces fluctuations sont arrivées.
Si on remonte encore le temps, il fait de plus en plus chaud, les atomes n’existent pas, seul reste un plasma où électrons et protons se déplacent presque librement (en fait il y a d’autres noyaux atomiques). Quand on remonte encore le temps (3 minutes après le Big Bang), il fait tellement chaud que les protons peuvent fusionner, et cela peut donner un certains nombres d’éléments chimiques : le deutérium, l’hélium 3 et 4, le lithium 6 et 7, le bérylium 9, le bore 11, et rien de plus lourd (le carbone requiert ce qu’on appelle une réaction triple alpha, et les conditions ne seront réunies que dans les étoiles). C’est ce que l’on appelle la nucléosynthèse primordiale, par opposition à la nucléosynthèse stellaire.
Certaines de ces quantités dépendent de la densité de baryon, trop de baryons, alors on aurait un autre rapport de Li6 et 7 par rapport à l’hydrogène etc… Les taux mesurés concordent avec une densité de 5% de la densité critique (donc c’est une autre façon de peser l’univers). C’est également une des preuves du Big Bang, puisqu’il y a 25% d’hélium, ce qui est inexplicable par la nucléosynthèse dans les étoiles.
Cependant avec cette quantité de baryons, on ne comprend pas comment la matière a pu s’effondrer aussi rapidement en étoiles et s’organiser en galaxies. C’est pourquoi, si on aide un peu la matière, en augmentant le champ de gravitation, ça pourrait en former plus vite (c’est la matière noire que l’on doit utiliser dans les modèles de formation des premières galaxies et étoiles, qui doit se faire plutôt rapidement). La matière noire explique également l’intensité du 2ème pic dans le spectre de puissance du rayonnement fossile.
On continue ?
On remonte le temps, il fait encore plus chaud. Autour de 1e-35 seconde après le big bang, il se produit ce que l’on appelle l’inflation, c’est à ce moment que l’univers voit son expansion devenir vraiment énorme. Des régions qui échangeait de l’énergie, c’est-à-dire causalement reliées ne le sont plus. C’est cette phase qui a laissé des traces dans le rayonnement fossile, par le biais d’ondes gravitationnelles polarisant le rayonnement suivant un mode (B pour sa forme rotationnelle). C’est ce qui a, semblerait-il, été détecté il y a 3 ans et publié la semaine dernière par l’équipe travaillant sur BICEP2.
