Thread sur la vie de l’univers

Avant de commencer, pour tout comprendre. Il faut introduire quelques notions d’abord de quoi est constitué la matière et ce qu’est l’antimatière

La matière c’est un ensemble de molécule combiné d’une certaine manière. Ces mêmes molécules sont constituées d’atomes. Les atomes sont constitués de proton et de neutron (pour leurs noyaux) et d’électrons qui gravitent autour du noyau

Les protons et neutrons sont eux composés de quarks. Il en existe 6 types (up, down, top, bottom, strange et charm, mais c’est pas important ici)

Un proton est constitué de 2 quarks up et d’1 down tandis que le neutron de 2 down et 1 up

Ensuite, l’antimatière. C’est un type de particule identique à la matière qu’on connaît mais de charge opposée. Par exemple l’électron(de charge -) a son antiparticule, le positron (de charge +). Chaque particule a son antiparticule

Ah et j’oubliais, il y a 4 interactions fondamentales dans l’univers. L’interaction électromagnétique, gravitationnelle, et nucléaire forte et faible

Maintenant on peut commencer. Le Big Bang, le point de départ de l’univers. Il faut savoir que la physique ne peut décrire l’univers qu’à partir de T=10^(-46)seconde après sa naissance

Ce qui correspond à 0,0000000000000000000000000000000000000000000001 seconde. C’est peut être dur à croire mais entre 0 et T il s’est passé des choses. L’univers est passé de « rien » à quelque chose de tout petit

Puis il connaît ensuite une période d’inflation très rapide. Après cette période d’inflation se créer ce qu’on appelle « une soupe » de quarks et d’antiquarks principalement et de quelques autres particules et antiparticules

A ce moment la température de l’univers est de 1000 milliards°C. Et c’est la que commence la guerre particules vs antiparticules. C’est la que la matière prends le pas sur l’antimatière (car il y avait légèrement plus de matière)

La matière tel que nous la connaissons aujourd’hui n’est que le reste de cette « guerre » entre matière et antimatière

On arrive à 1 seconde après le début de l’univers, sa température est de 10 milliards°C. Les protons et neutrons se sont formés grâce à l’interaction forte

Après 13 secondes, les premiers noyaux d’atomes d’hydrogènes et d’hélium commencent à se former. On est à une température de 3 milliards°C. La diminution de la température est une conséquence de l’expansion de l’univers

380 000 ans après le début de l’univers, on atteint une température d’environ 3000°C. Les électrons peuvent se stabiliser autour des noyaux pour créer les premiers atomes

De plus la lumière se découple de la matière, c’est à donc à partir de ce moment là que l’univers devient visible. Voilà un petit résumé en image

Puis vient après ça la formation des premières étoiles des premières galaxies etc etc jusqu’à nos jours, sois 13,7 milliards d’années après le début de l’univers (je passe vite car c’est pas le sujet)

Que se passe t-il ensuite ? En 1929 Hubble découvre que les galaxies s’éloignent les unes des autres

Pour en savoir plus sur le destin de l’univers on a besoin de connaître sa forme, donc ça courbure

(L’espace est en 3D normalement mais comme il est difficile de représenter des espaces courbes en 3D, grâce au maths il est possible de décrire ces mêmes espaces courbes en 2D. Je vous épargne le pourquoi du comment)

Si sa courbure est positive (donc de forme sphérique) il aura forcément une taille fini. En revanche si sa courbure est négative ou nulle, il est forcément de taille ∞

En résolvant une petite équation différentielle, on arrive à deux fins possible. La 1ere si la courbure est négative ou nulle qu’on appelle le big Chill. La 2nd si la courbure est positive le Big Crunch

Si la courbure est négative ou nulle(taille infini), l’univers continuera d’être en expansion et il se refroidira petit à petit éternellement : c’est le big Chill

Si la courbure est positive(de taille finie), alors il arrivera un moment ou son expansion s’arrêtera et il se contractera sur lui même jusqu’à atteindre son point de départ

Dans les années 90, des chercheurs se sont rendu comptes que l’expansion de l’univers s’accélérait de plus en plus. Ce qui ne colle pas avec le big crunch envisagé précédemment

Mais qu’est ce qui accélère l’expansion de l’univers ? On en est pas sur, mais il existerait,à priori, une énergie qui étire l’espace entre les galaxies, qu’on appelle énergie sombre ou énergie noire

Cet étirement de l’espace entraîne aussi un décalage vers le rouge de la lumière venant d’astres très lointain

Pour vous imager cet étirement de l’espace, imaginez que vous placez deux points côtes à côtes au feutre sur un ballon de baudruche. Gonflez le ballon et vous verrez que les points ne seront plus côte à côte

Une 3eme fin est donc envisageable, s’il s’avère que l’expansion l’univers continue de s’accélérer indéfiniment, alors on assisterait au déchirement de toutes les structures de l’univers

En terme énergétique ça voudrait dire que la densité d’énergie sombre (densité d’énergie= énergie par mètre cube, en gros) atteindrait une valeur ∞ en un temps fini

Ce qu’on peut retenir de tout ça, c’est qu’on ne connaît ni l’origine de l’univers ni sa fin. Sa fin sera peut être brutale (Big Rip) ou alors plutôt lente (Big Chill)

Aujourd’hui on estime la taille de l’univers observables à 93 milliards d’années lumières ce qui fait à peu près 880 000 milliards de milliards de km

L’expansion accélèré de l’univers explique sa taille disproportionnée par rapport à son âge

Je sais pas si le thread est compréhensible, mais j’ai essayé de faire de mon mieux pour traduire au maximum les calculs qui se cachent derrière

J’oubliais : Une manière de pouvoir décrire l’univers à partir de son point de départ, serait de pouvoir unifier les 4 interactions citées en début de thread afin qu’elle n’en fasse plus qu’une

3 sur les 4 ont été unifié (c’est la Mécanique quantique) seul la gravitation(décrit par la relativité générale) pose un problème