le big bang
De Trinh Xuanh Truanh, géophysicien : physique et métaphysique de la lumière
Le big bang
Matière et énergie intimement liés fusionnent, c’est extrêmement chaud et dense
A 1 seconde il y a un neutron pour 6 protons
Désintégration des neutrons libres
En qq sec l’univers s’emballe, phénomène inflationnaire, sa géométrie s’aplatit
A 100 sec un neutron pour 7 protons
2 protons fusionnent avec 2 neutrons pour former un noyau d’hélium
12 protons s’unissent pour former des noyaux d’hydrogène
A 1000 sec, un noyau d’hélium pour 12 protons , dans le big bang le ¼ de la masse de l’univers est de l’hélium ,les ¾ sont de l’hydrogène (nucléosynthèse)
Au temps de formation des noyaux d’hélium et deutérium, l’énergie de la lumière est 5000 fois plus élevée que l’énergie de la matière, ensuite la matière mènera l’univers car les photons s’épuisent (expansion de l’univers)
Rencontre et fusion des noyaux d’hélium avec les protons et les neutrons
A 2500 ans après, la densité de la matière égale celle de l’énergie, l’univers est dilué, sa densité est très inf à celle de l’eau, il s’est un peu refroidi
60000 ° c’est le début de l’ère de la matière, soupe de photons protons et électrons
Noyaux d’hélium et…matière noire. Les photons ont beaucoup de mal à passer à travers les électrons, c’est un brouillard opaque
Au cours des milliards d’années qui suivent ,les étoiles par leur alchimie nucléaire vont ajouter d’autres éléments plus lourds,(mais il ne contribueront que pour 2% de la masse des éléments chimiques présents dans l’univers)
La composition de l’univers a été déterminée à 98% dans les 1ères minutes de son existence !
A 14 milliards d’années d’évolution de l’univers nous sommes dans l’ère de la matière et dans les étoiles et les galaxies il y a 75% d’H2 et 25 % d’hélium !
Il y a une lumière assez faible : le rayonnement fossile (la plus ancienne image captable par un télescope)
La force électromagnétique combine 1 proton et 1 électron pour former un atome d’hélium mais des photons énergétiques cassent tout, et tout est refaire
Des ondes soniques parcourent l’univers
A l’an 380 000 il est à 3000° les photons ne cassent rien, et les atomes peuvent apparaitre (age atomique) soupe d’atomes de matière,(3/4 H2 ¼ hélium ) avec photons matière noire et neutrinos ; l’univers devient transparent car les e- sont prisonniers dans les atomes ,les photons passent, matière et lumière vivent, découplés, chacun leur vie, une petite partie des photons réagit encore avec la matière, mais c’est fini pour le reste, c’est le rayonnement fossile (chaleur résiduelle de la création de l’univers) la lumière devient visible pour des yeux humains ; la densité de l’univers ,très dilué, est de un milliard de fois plus qu’aujourd’hui.
Puis le rayonnement fossile se refroidit après 13,5 milliards d’années, il n’y a presque pas d’interaction avec nous
Ici on voit à 47 milliards d’années lumière autour de la terre alors que l’univers a 14 milliards d’années, à cause de l’expansion de l’univers (un objet céleste qui émet sa lumière il y a 14 m d’a a été emporté par l’expansion de l’univers à une distance de 47 m d’a lumière)
Le rayonnement fossile a une température uniforme ,c’est 10 fois plus que l’énergie totale de la lumière émise par les étoiles et galaxies de l’univers observable ; il baigne l’univers entier
Etoiles et galaxies n’occupent qu’une petite partie de l’espace.
Pour chaque proton existant dans l’u, il y a un milliard de photons du rayonnement fossile
Le déséquilibre vient du milliardième de partialité de l’u en faveur de la matière par rapport à l’anti matière
L’homogénéité du rayonnement fossile n’est pas tout à fait rigoureuse, c’est grâce à ça qu’on est ici ! des micro fluctuations de t° d’un endroit à un autre de l’u , (infimes fluctuations du champ d’inflation de l’u primordial) qui correspondent à des différences de densité de la matière (pr, neu ….) ,et les ondes soniques (de compression, de raréfaction) ça donne comme des semences car avec la gravité ça va donner de belles galaxies étoiles et planètes dont la Terre .
Car elles sont entrées dans le champ macroscopique à cause de la fantastique amplification de leurs dimensions ; les ondes soniques de l’u primordial ,avec ses harmoniques sont synchronisées comme un Stradivarius !
Dans le passé de l’u il y a eu une brêve phase d’expansion exponentielle
L’u semble à 2 dimensions (plat) !
Résultant de l’explosion primordiale ,mouvement de fuite des galaxies ,leur lumière s’est décalée vers le rouge
On mesure à ce jour des galaxies à une distance d’un million de galaxies , ces gal sont des ensemble de centaines de milliers d’étoiles (par gravité) ; lumière à des centaines d’années lumière
Les amas de gal s’assemblent aussi : superamas, pareil pour les superamas, donnant des crêpes aplaties, murs de gal délimitant d’énormes vides entre.
La lumière et la matière lumineuse ne contribuent que pour une toute petite fraction du contenu total de l’u (en masse comme en énergie)
La plus grande partie de l’u n’émet aucun rayonnement , masse sombre.
Il y a d’énormes quantités de masse invisibles dans l’u (gravité énorme) : matière noire ;et aussi dans toutes les structures (toute galaxie, voie lactée, …)
Dans les gal naissent les étoiles jeunes et massives
Dans la Voie Lactée il y des étoiles jusqu’à 500 000 années lumière du centre galactique
Le soleil n’est qu’une simple étoile
Les atomes d’hydrogène émettent des ondes radio qui traversent la v l de part en part , et qui tournent autour de la v l à 220 km/sec
La matière lumineuse est au cœur d’un halo massif invisible ; sans la masse noire le gaz H2 est non retenu dans les gal, et les gal non retenues dans les amas…
La matière ordinaire ce sont les protons neutrons… comme vous et moi.
En plus de la matière et de l’énergie, il y aurait une énergie noire…
Les semences de galaxies « poussent » en attirant à elles par gravité la matière environnante pour donner naissance aux structures de lumière qu’on admire tous.
1 milliard d’années après le big bang, naissance des premières gal, les quasars où résident les trous noirs super massifs d’1 milliard de masses solaires qui ,en dévorant les étoiles de la gal sousjacente, brillent de mille feux.
Les semences nées dans les 1ères secondes de l’explosion primordiale ,jusqu’à un milliard d’années , c’est la matière noire exotique (la matière normale est comme paralysée ,avant
- 000 ans), qui interagit peu avec la matière normale et avec la lumière.
La matière exotique , avec la gravité,sa masse est très élevée, est attirée vers les semences et les fait grossir ,et donneront les superbes galaxies dès le 1er milliard d’années ,l’énergie noire, chaude (neutrinos) et froide (photinos), augmente le mouvement d’expansion.
Les naines blanches : cadavre d’étoile qui a épuisé son carburant d’H2 et d’hélium ,s’est effondrée sur elle-même ;dans une immense déflagration, à l’intérieur les e- résistent quand même vis-à-vis de la gravité
La matière (carbone) comprimée 1 tonne/cm3, 600 milliards de degrés ; réactions nucléaires
Le carbone en combustion, fusion,
L’univers a été en décélération durant les 7 premiers milliards d’années , puis en accélération,
Force répulsive ; l’univers en est baigné ; c’est elle qui, l’u décélérant, le fera accélérer en expansion universelle ,qui dure très longtemps
L’espace vide, non, il est rempli d’énergie noire, des particules et anti particules et champ énergétique qui baissera ou augmentera au gré des cycles infernaux de vie ou de mort d’une durée de 10-43 sec !!
L’énergie du vide est très faible et n’a fait sentir ses effets que depuis 7 milliards d’années
Cordes , particules et le spin, 4 dimensions ,ou 9,ou 10
C’est la matière lumineuse qui nous a conduit à la matière exotique et à l’énergie noire.
C’est la matière ordinaire qui s’est organisée en étoiles pour fabriquer les éléments chimiques lourds dont la vie a besoin , jusqu’à… la construction du cerveau humain !!
Mais il faut que des étoiles viennent au monde avant le 1er quasar, les premières les plus massives :500 millions d’années , ére préstellaire ,
Les semences de galaxies vont attirer de plus en plus de matière exotique, par leur gravité, et monter en densité.
Le gaz tombe vers des condensation de matière noire, densité extrême, réactions nucléaires, les boules de gaz s’allument et les 1eres étoiles sont nées , le carbone devient du fer, et c’est la mort explosive, et les trous noirs, tout part et va ensemencer l’univers , avec ces nuages…
Là 2ème génération d’étoiles ;
Des galaxies hébergent des trous noirs en leur cœur dès le 1er milliard d’années,
La voracité des trous noirs super massifs est responsable de la brillance importante des galaxies actives . les quasars donnent plus de lumière encore !
Notre voie lactée moins brillante (galaxie normale) a un trou noir modeste de 3 millions de masses solaires,
C’est la densité du gaz , dans l’embryon de galaxie, qui détermine son efficacité à convertir sa réserve de gaz en étoiles ,le gaz s’échauffe très fortement , avec fusion de H2 en hélium, c’est ainsi qu’une étoile brille, les boules de gaz s’allumant partout et devenant des étoiles, sur 1 milliard d’années.
Il y a des galaxies naines , elles s’assemblent donnent ces galaxies de la toile cosmique
La v l, Andromède, Messier 33, 3 galaxies en spirale
- matière dont nous sommes faits représente 4% du contenu total en masse et en énergie de l’univers (et la matière qui brille dans les étoiles et galaxies que 0.5%)
Les galaxies nous donnent une vue très incomplète de la réalité
Nous ne pouvons comprendre ce qui brille sans connaitre la nature de l’ombre
Pour échapper à la dilution ,suite à son expansion, et au refroidissement perpétuel, l’univers a inventé les galaxies !
Oasis de chaleur et d’énergie, dans l’immensité glaciale du cosmos, les galaxies sont 1 million de fois plus denses que l’espace cosmique , dans ce terreau idéal les étoiles peuvent se former
Et évoluer, des milliards d’étoiles sont nées ont vécu se sont éteintes, depuis que notre galaxie s’est formée il y a 10 milliards d’années
Dans une galaxie la masse totale de la matière entre les étoiles est presque aussi importante que celle résidant dans les étoiles
Le milieu interstellaire : la matière est recyclée d’une génération d’étoile à une autre, (les étoiles enrichis d’éléments lourds massives rejètent leurs débris fabriqués durant leur vie et leur agonie explosive ; l’univers se renouvelle constamment ,de nouvelles étoiles naissent
Il y a ainsi toujours illumination des ténèbres glaciales de l’espace
Les plus lumineuses, 30000°K (le soleil 6000°K) : supergéantes bleues .
Dans le rouge : naines rouges, les plus nombreuses, 80% des étoiles présentes dans l’univers
Quand une étoile s’effondre en son cœur :naine blanche, elle a consommé tout son carburant
Comprimant une masse énorme : une cuillérée de n bl pèse 1 tonne ! elle émet de la lumière blanche (chaleur et énergie) pendant des milliards d’années , puis devient « noire » et cadavre stellaire
La naine blanche n’est pas seule ,vit en couple dans un binaire, alors elle repart un peu ,c’est une « novae » , ou supernova ,les étoiles massives se désintègrent libérant une énergie énorme : autant d’énergie qu’une galaxie de 100 milliards d’étoiles ! … et libèrent :
Co, Ni Cu Ag Pb ,Or , Bismuth, et des éléments radioactifs ,uranium,thorium ; plutonium, des flots de protons et e-, et rayons cosmiques, ces éléments vont fabriquer planètes et vie,
Rayon de la Terre ; 6400 km
Ces éléments vont changer la vie sur Terre, évolution radioactive, donner des mutations génétiques
Le cœur de l’étoile s’effondre, devient une étoile à neutrons : « pulsar »ou phare céleste .
2/3 des étoiles de la v l font partie d’un binaire .
Quand le cœur est très dense , masse très élevée,la matière s’entasse dans un volume si petit que l’espace est replié sr lui même et la lumière se trouve emprisonnée : »trou noir »
La lumière fossile baigne l’univers entier, c’est le contenu énergétique le plus important de toutes les lumières de l’univers actuel ; mais ce contenu énergétique est moins important que celui de la matière ,car nous vivons actuellement dans un univers dominé par la matière
Plus de rayonnement plus localisé dans étoiles et galaxies (belles nuits…)
Le rayonnement diffus infra rouge , visible et UV, et X et gamma et enfin le rayonnement radio diffus émis par l’ensemble des galaxies , par les e- libres qui vont à la vitesse de la lumière, dans les lignes de champ magnétiques ancrées dans les galaxies
Plus on regarde loin plus il y a d’étoiles
Le noir nocturne est le début de l’univers , son âge : 14 milliards d’années.
La lumière venant d’étoiles plus lointaines ne nous est pas encore parvenue.
C’est la lutte incessante de la lumière contre l’expansion de l’univers
Il y a une population de 1000 milliards de naines brunes (entre étoile et grosse planète) dans le noir de l’espace interstellaire de la voie lactée (émet IR), l’assemblage de n br par collisions donne une étoile
Les galaxies se sont pas éternelles vont se disloquer ,laisser des trous noirs galactiques
Ça va aller dans l’espace intergalactique :donner d’autres galaxies
Ça va aller au centre de la galaxie ,donner des trous noirs hypergalactiques , une phase lumineuse et la mort
L’énergie de l’univers actuel est surtout émise par la matière noire exotique, située hors des halos galactiques ,la matière règne ; les photons perdent de plus en plus d’énergie
Le SOLEIL , il y a 4.55 milliards d’années dans la banlieue de la v l ,un nuage interstellaire s’effondre, se contracte, son centre de plus en plus dense, chaud, 15 millions de °K , avec des réactions nucléaires , le soleil est né, en une seconde il convertit 4.3 tonnes d’H2 en hélium ,en lumière et énergie !il tourne sur lui-même, de plus en plus vite, « nébuleuse solaire »
Avec les forces centrifuges la partie extérieure est un disque aplati ,avec ses poussières
Avec la gravité et les forces électromagnétiques ,c’est un ciment ,un agglutinement , « planétésimaux » (briques de planètes) , leur taille augmente régulièrement , à 4 milliards d’années sont rassemblées en 8 planètes ! depuis elles font leur ronde autour du soleil (cercles environ) sur une de ces planètes (la 3 ème à partir du soleil)s’est éveillée la vie
Et les hommes, qui se posent des questions sur l’univers qui les a engendrés.
le soleil le seul astre comme source de lumière et de chaleur à entretenir cette vie : ce phénomène biologique sur Terre (ni trop chaud ni trop froid), donne les choses à voir ! en les éclairant, nous respirons l’oxygène produit par les plantes vertes qui fabriquent leur matière avec l’energie solaire ; l’energie chimique de notre nourriture, c’est l’énergie solaire , y compris nos carburants, et notre horloge biologique !
Le soleil immense boule gazeuse , rayon 109 fois celui de la TERRE , masse 332000 Terres
Il brille par convection aussi
Les éléments chimiques du ciel comme ceux de la Terre (fer etc…)
La LUNE :rayon 1740 km ;masse 1.2% Terre , elle stabilise l’axe chaotique de la Terre
C’est la fille de la Terre (arrachée de la croûte terrestre par collision avec un gros astéroïde il y a 4.5 milliards d’années)
L’atmosphère terrestre : ozone, etc…évite que la TERRE rayonne dans l’espace toute l’énergie qu’elle reçoit du soleil, on a des températures agréables pour la vie! effet de serre
Gaz à effet de serre, CO2, vapeur d’eau, CH4
Les vitres de la serre sont opaques à la lumière IR, transparentes à la lumière solaire ,sa chaleur y est emprisonnée
Les IR et UV bloqués dans l’atm terrestre
L’eau favorise les rencontres cellulaires
Sur les grosses lunes de JUPITER, toute l’eau est en glace
Tout système physique enregistre et traite de l’information : rocher, planète, étoile galaxie, l’univers), c a d agit comme une machine à calculer !
Chaque électron proton ou autre particule élémentaire stocke des données sous forme de bits
Et chaque fois qu’il y a interaction entre 2 de ces particules ,il y a transformation de ces bits
Car c’est un phénomène quantique, la nature et discontinue et tout système est décrit par un nombre fini de bits
Le spin de chaque particule est orienté en plus ou en moins : 0 ou 1, et il peut aussi changer d’orientation ;
Système discontinu de l’espace et aussi du temps
Les photons « intriqués » qui ont interagi ensemble , restent faisant partie d’une même réalité globale !