Phénomène du Big Bang : Naissance - Matière



La fin de l'ère inflationnaire va être marquée par l'apparition de la matière. Jusque là, l'Univers était vide, au sens quantique du terme, c'est-à-dire qu'il était en fait le siège d'un incessant va-et-vient de particules et d'antiparticules virtuelles qui surgissaient du néant pour y retourner aussitôt. Ce qui manquait à ces particules pour devenir réelles, c'était une source d'énergie.

C'est là que l'inflation intervient. Comme nous l'avons vu, la transition de phase qui clôt cette ère s'accompagne d'une très forte injection d'énergie dans l'Univers. Il s'agit là d'une énergie réelle, que les particules virtuelles vont s'approprier pour entrer dans le monde réel. La fin de l'inflation marque ainsi, à partir du vide, la naissance de la matière que nous connaissons.

L'asymétrie matière-antimatière

Un autre phénomène important qui se produit est l'apparition d'une asymétrie entre matière et antimatière. Comme nous l'avons vu, la période de grande unification est caractérisée par la présence des bosons-X, capables de transformer les leptons en quarks et vice-versa. A la fin de cette période, les interactions forte et électrofaible se dissocient et ces bosons disparaissent peu à peu. La particularité de ce phénomène est qu'il ne respecte pas la symétrie entre matière et antimatière.

En effet, lorsqu'un boson-X se désintègre pour donner naissance à un quark, il ne le fait pas exactement de la même façon qu'un antiboson-X. Ainsi, l'égalité entre le nombre de quarks et d'antiquarks qui existait jusque là est rompue. Après la disparition des bosons-X, on compte dans l'Univers, un milliard et un quarks pour seulement un milliard d'antiquarks. Cette différence se retrouvera ensuite au niveau des protons et des neutrons et permettra à l'Univers tel que nous le connaissons de se développer.

Après l'inflation, l'Univers s'installe dans un rythme d'expansion beaucoup plus lent, similaire à celui que nous observons de nos jours. Rien de spécial ne se produit jusqu'à 10^-12 seconde. A cette époque, la température est de l'ordre de 10^15 kelvins, le seuil en dessous duquel les interactions électromagnétique et faible ne sont plus unifiées. Les deux forces se dissocient et l'Univers connaît une dernière transition de phase. Contrairement à la précédente, celle-ci se passe en douceur, sans effet majeur. A partir de ce moment, l'Univers est régi par les quatre forces que nous observons encore de nos jours.



Auteur : Olivier Esslinger

Source : www.astronomes.com/index.html