a. La naissance de l'Univers, la nucléosynthèse initiale et la naissance de l'atome.

Au début de l'histoire de l'Univers, la matière est représenté par une "purée" de quarks et d'électrons baignant dans une énergie énorme (regroupant les quatre forces fondamentales : électromagnétique, force faible, force forte et gravitation).

Notre reconstruction commence à l'instant 10-43 secondes, les quarks se combinent pour former des nucléons ce qui forme un plasma.

Les collisions entre les particules sont fréquentes ce qui permet au deutéron de se former (noyau d'hydrogène lourd). Une seconde après la naissance de l'Univers, les noyaux d'hélium se forment, c'est la phase de nucléosynthèse initiale.

L'Univers est alors composé de noyaux d'hélium et de quelques noyaux légers (deutérion, hélium 3 et lithium 7). La température s'abaisse en quelques millions d'années, vers 3000 degrés, chaque proton est revêtu d'un électron et chaque noyau d'hélium de deux électrons, c'est la naissance des atomes. Avec l'hydrogène et l'hélium et leur stabilité face à la nucléosynthèse, l'évolution de l'Univers va s'assoupir pendant quelques millions d'années.

b. La phase stellaire et la naissance des atomes.

La phase stellaire apparaît avec le développement de la quatrième et dernière des forces actuellement connues, la force de gravitation. D’énormes quantités de matière s’assemblent alors pour donner naissance aux premières galaxies puis aux étoiles dites de « première génération ». Quand la température atteint quelques millions de degrés, la fusion nucléaire peut alors commencer. L'étoile commence à rayonner et devient visible. C'est le processus de création des éléments chimiques.

Lorsque la contraction gravitationnelle est suffisante, le coeur de l'étoile atteint une température de 10 millions de degrés celsius. La fusion de l'hydrogène en deutérium, la fusion de l'hélium 3 et de l'hélium 2 peut alors s'opérer. Ce type de fusion est plus communément appelé chaîne reactionnelle "proton-proton". De plus, il s'agit de la phase la plus longue dans la vie d'une étoile (10 milliards d'années pour le Soleil).

Lorsque l'essentiel de l'hydrogène du coeur de l'étoile est transformé en hélium, l'étoile se contracte, ce qui entraîne une augmentation de la pression, et sa température augmente. D'autres réactions nucléaires opèrent pour produire des éléments de masse plus élevée. L'hélium se transforme en carbone et en oxygène au coeur de l'étoile tandis que la production d'hélium à partir d'hydrogène continue dans la périphérie (stade de "géante rouge").

Si la masse est élevé : après épuisement de l'hélium, la contraction et l'augmentation de la température provoquent la formation de néon, de sodium, d'aluminium, de silice, de phosphore et de soufre à partir du carbone, puis le silicium et l'oxygène permettent la formation d'éléments plus lourds jusqu'au fer (stade de "super géante rouge").

Cette succesion de réaction de fusion et la stabilité connue des noyaux des différents atomes expliquent les variations observées de l'abondance des différents éléments.

Pour les étoiles de grandes masses (15 fois la masse du Soleil), la densité et la température sont telles que l'étoile n'est plus stable et elle explose, c'est une supernova. Les couches externes sont très violemment expulsées dans l'espace. Il y a création d'un énorme flux de neutrons. Des éléments alors plus lourd que le fer sont alors synthétisées puis sont dispersé dans le milieu interstellaire. D'autres éléments plus lourds peuvent prendre naissance au cours de ce processus.Le coeur de l'étoile se contracte en donnant, selon la masse initiale, une étoile à neutron (pulsar) ou un trou noir.

Une étoile est donc fondamentalement une usine à fabriquer des éléments lourds à partir de l'hydrogène.

c. La structure de l'Univers.

L'univers ou cosmos est homogène et isotrope. Le cosmos représente tout ce qu'il contient. L'unité astronomique est l'année lumière qui vaut 9 500 milliards de kilomètres. L'univers présente des structures à tous les niveaux :

i. Satellites autour des planètes.

Une soixantaine de satellites ont été dénombrés à ce jour dans le système solaire, sans compter la multitude de nouveaux objets trouvés autour de Jupiter et de Saturne.

ii. Planètes ou autres objets autour du Soleil.

Il y a différents objets dans le système solaire :

- 9 planètes ;

- Astéroïdes ;

- Comètes ;

- Objets de Kuiper dans le système solaire ;

- Nuage de Oort dans le système solaire ;

- Naines brunes ;

- Exo planètes.

iii. Étoiles groupées en galaxies.

Il y a environ 10 milliards, ou plus, d'étoiles dans une galaxie. Dans notre galaxie, la Voie Lactée, il y en a 100 à 400 milliards, selon les estimations. Son diamètre est de 100 000 années-lumière et peut englober les nuages de Magellan, selon que l'on tient compte de la matière sombre ou pas, ce qui accroît son diamètre. Le Soleil se trouve à 30 000 années-lumière du centre et à 50 années-lumière au-dessus du plan. Son épaisseur est de 30 000 années-lumière.

Nos sœurs, les Nuages de Magellan sont à 180 000 années-lumière de nous.

Notre voisine, la galaxie d'Andromède se trouve à 2,6 millions d'années-lumière. Elle compte 200 milliards d'étoiles.

iv. Galaxies groupées en amas galactique.

Il y a des milliers de galaxies dans un amas. Nous sommes dans l'amas local. Il a été recensé 10 000 amas dans l'hémisphère Nord.

Attention, ne pas confondre amas globulaire et amas galactique. L'amas globulaire est une concentration d'étoiles que l'on trouve souvent en périphérie des galaxies. L'amas galactique est un regroupement de galaxies.

v. Amas groupés en super-amas.

Des centaines d'amas forment un super-amas. La taille d'un super amas est de 30 mégaparsec soit environ 100 millions d'années-lumière. La distance entre les super-amas est strictement supérieur à 100 mégaparsec.

L'analyse de la lumière, que nous envoient les étoiles des super-amas, nous apprend qu'ils soit disant s'éloignent de nous (Pour plus de précision, aller visiter le site de mon ami Mario Cosentino : Le New Big-bang : vers un nouvel modèle cosmologique.). La loi de Hubble nous apprend qu'un observateur placé dans un super-amas verra les autres s'éloigner de lui à une vitesse proportionnelle à leur distance.

vi. Grand attracteur.

Nous sommes dans le super-amas local. Il se déplace à 600 km/s vers le grand attracteur. Ce serait une concentration importante de super-amas.

vii. Hyper-amas.

La plus grande structure, identifiée dans les Poissons et la Baleine, représente un immense filament de un milliard d'années-lumière.

vii. Au-delà.

Aux échelles supérieures au un milliard d'années-lumière, l'univers apparaît comme un gaz isotrope et homogène. Ce que nous confirme les mesures extrêmement précises des satellites chargés de rechercher les preuves du Big-bang. Il y a aussi l'énigme de la matière noire qui représente 95 % de la masse de l'Univers (Pour plus de précision, aller visiter le site de mon ami Mario Cosentino : Le New Big-bang : vers un nouvel modèle cosmologique.). L'univers tourne selon un axe définit par mon ami Mario Cosentino et qui a été approuvé pas les scientifiques de la NASA.

L'univers, à grande échelle, ressemble à un gros volume d'eau savonneuse, tel qu'il se répartit dans une grappe de bulles de savons. Il serait dû aux fluctuations de densité dans l'univers primitif.