La théorie du "Big Bang" 

"Nous pouvons concevoir que l'espace a commencé avec l'atome primitif et que le commencement de l'espace a marqué le commencement du temps." G.Lemaître

L'astronome belge avancera ainsi que l'Univers est né à partir d'un "atome originel", c'est-à-dire d'une sphère où toute la matière et l'énergie de l'Univers y étaient comprimées. Étant donné son instabilité cette sphère a explosé il y a environ 15 milliards d'années, en donnant lieu à l'univers que nous connaissons actuellement... En 1948, le physicien George Gamow supposera que les différents éléments observés aujourd'hui ont été générés juste après cette explosion originelle, à un moment où la température et la densité étaient extrêmement élevées. 

L'expression "Big bang" est prononcée pour la première fois en 1951 par Fred Hoyle, histoire de tourner en dérision l'idée de cette explosion originelle.

Arno Penzias et Richard Wilson découvrent en 1964 le rayonnement cosmique, aussi appelé "rayonnement fossile" qui viendra confirmer la théorie du "Big bang". Pour vérifier l’isotropie du rayonnement fossile, les astrophysiciens lancèrent le satellite COBE (Cosmic Background Explorer). La mission de COBE était d'établir une carte du ciel tel qu’il était il y a 10 milliards d’années. 

l'après "big bang"

10^-43 sec L'univers a environ 10^-33 cm de diamètre ( soit 10 millions de milliards de fois plus petit qu'un atome d'hydrogène). Sa température est de 10³² Kelvin. Deux forces apparaissent: la gravitation et la force électronucléaire forte (qui regroupe l'interaction forte et électrofaible). Ce temps est aussi appelé "Temps de Planck"

10^-35 sec L'univers a une température de 10²⁷ Kelvin. L'interaction forte (qui lie les noyaux) et l'interaction électrofaible (qui regroupe l'interaction faible et l'interaction électromagnétique) se séparent.

10^-32 sec L'univers a une température de 10²⁵ Kelvin et mesure désormais quelques centimètres.

10^-12 sec  L'univers a une température de 10¹⁵ Kelvin et mesure 300 millions de kilomètres. L'interaction électrofaible se dissocie en interaction faible et électromagnétique.

De 10^-6  à 1 sec L'univers a désormais une température de 10¹³ Kelvin. Les baryons et antibaryons s'annihilent, malgré tout, quelques baryons restent pour former la matière visible.

De 10^-4 à 1 sec L'univers a une température de 10¹⁰ Kelvin. Comme pour les baryons, les leptons et antileptons s'annihilent et quelques leptons survivent. Mais la température à ce instant empêche encore les atomes de se former. Les neutrinos se séparent de la matière.

De 1 à 3 min L'univers a une température d'un million de Kelvin, ce qui permet maintenant aux premiers atomes de se former. Les protons et neutrons s'assemblent alors pour former des noyaux d'hydrogène, d'hélium...

un univers "clos et statique"

Malgré ses équations permettant de prévoir l'existence d'un Univers "évoluant", Einstein proposera en 1917 le modèle d'un univers "clos et statique" dans lequel la matière se répartit uniformément.  

Afin de confirmer cette idée, il introduira une constante : "la constante cosmologique". Cette dernière impliquera la présence d'une nouvelle force de répulsion qui augmenterait avec la distance.

un univers  en "expansion"

1912  L'astronome américain Vesto Melvin Slipher remarque en étudiant le spectre des galaxies, qu'à l'exception de quelques systèmes proches (comme la galaxie d'Andromède), les raies des spectres des corps célestes sont décalées vers de plus grandes longueurs d'onde (le rouge). Ce décalage des longueurs d'onde, dû à l'effet Doppler, montre le mouvement de récession qu'effectuent les galaxies, dans son déplacement à travers l'espace. C'est-à-dire, qu'à l'exception de quelques-unes, la grande majorité des galaxies qui nous entourent s'éloignent de nous.

1924  Le russe Alexandre Friedman montre que les équations d'Einstein permettent la description d'un univers en évolution et introduit pour la première fois l'idée d'un univers en expansion.

1927  Reprenant le modèle d'univers dynamique proposé par Friedman, l'astronome belge Georges Lemaître confirme la fuite des galaxies et leur décalage vers le rouge. L'idée d'une explosion originelle fait alors son apparition.

1929 L'astronome américain Edwin Hubble confirmera que l'univers est en expansion en étudiant les étoiles et les galaxies à travers le premier grand télescope américain. En utilisant des mesures de décalage vers le rouge (RedShift), Hubble montrera en effet que les galaxies distantes s'éloignent de la Terre à une vitesse directement proportionnelle à leur distance, un fait maintenant connu comme "la loi de Hubble".

un univers "stationnaire"

1948 Parallèlement, et pour tenter d'expliquer l'abondance des éléments dans l'Univers, les astrophysiciens H.Bondi, T. Gold, et F. Hoyle affirment que notre Univers a toujours existé, qu'il a toujours été semblable à celui que nous connaissons aujourd'hui, et qu'il le serait pour toujours... 

Pour ces astrophysiciens, il était en effet impossible que la matière naisse de rien. C'est pourquoi, l'univers était selon eux "stationnaire", éternel, et sans commencement... La théorie de cet état stationnaire décrit alors un univers sans âge, créant continuellement de la matière...

un univers  en "inflation"

1980   Le physicien Américain Alan Guth démontre la théorie de l'inflation de l'Univers en rapport avec celle du big bang en se fondant sur les recherches du physicien britannique S. Hawking.  Cette inflation correspond à la dilatation d'un noyau atomique devenant aussi grand qu'une sphère centrée sur le Soleil et dont la circonférence engloberait les étoiles les plus proches et tout cela en 10^-32 seconde...