Michel

Chapitre I – Les origines de l'univers
Quelques notions de base.
Atome: c'est la plus petite partie d'un corps simple qui puisse se combiner chimiquement avec une
autre.
Il est composé d'un noyau et d'électron(s) qui "tourne(nt)" autour du noyau. Le noyau est lui-même
constitué de protons et de neutrons. Ces derniers sont composés de quarks.
Les électrons (négatifs) et les protons (positifs) ont chacun une certaine charge électrique qui tend à
s'annuler. Les neutrons, eux, sont électriquement neutres.
Exemple : l'atome d'Hélium a un noyau composé de 2 protons et 2 neutrons. 2 électrons gravitent
autour du noyau.
La cohésion de l'atome et de la matière en général dépend de 4 forces :
Force nucléaire forte : est la force qui tient ensemble les quarks qui composent les protons et les
neutrons. Elle est aussi, indirectement, la force qui tient ensemble ces protons et neutrons pour former
le noyau.
Force nucléaire faible : est le force qui tend à désintégrer le noyau, provoquant ainsi la radio-activité
(rayons béta)
Force électromagnétique : est la force qui permet de grouper plusieurs atomes ensemble. C'est
aussi la force issue des aimants, et celle qui provoque la lumière, l'électricité, etc.…
Force de gravité : la force qui permet à l'électron de tourner autour du noyau (ou une planète autour
d'une étoile). Elle attire l'électron (le satellite) vers le noyau (l'astre). La force centripète s'oppose à la
chute du satellite sur l'astre.
Le télescope remonte le temps : La lumière voyage à 300.000 Kilomètres par seconde (km/s).
Etant à une distance de 1.440.000.000 (1,44 milliards) de km de la terre, la lumière du soleil met donc
8 minutes pour nous parvenir. Si nous regardons le soleil, nous le voyons tel qu'il était il y a 8 minutes.
Si la lumière d'un autre soleil (étoile) met un million d'années pour nous parvenir, nous la voyons donc
telle qu'elle était à la l'époque. Ce qui signifie que pendant que nous l'observons, elle a peut-être déjà
disparu! Et lorsqu'on observe un événement passé, on remonte donc bien le temps.
Les plus vieux objets que nous puissions apercevoir actuellement sont âgés de 15 milliards d'années !!
Année-Lumière : à 300.000 km/s, la lumière parcourt (300.000 x 60 x 60 x 24 x 365) 9.400 milliards
de km par an. Cette distance de +/- 9500 milliards de km s'appelle une année-lumière.
Composition de la lumière : la lumière est une onde radio, comme celle que l'on capte avec notre
petite radio. La seule différence, c'est sa longueur d'onde, qui est beaucoup plus courte. Ce qui
explique que l'on puisse, à l'aide de "radios" spéciales, capter le bruit que fait la lumière. On capte
notamment le rayonnement fossile de la lumière, qui existe partout dans l'univers. Au niveau
quantique (mais n'allons pas trop loin), la lumière est en fait constituée de particules appelées
photons (grains de lumière).
Big bang : c'est un événement hypothétique dont on pense qu'il est à l'origine de l'univers tout entier.
Selon la théorie, l'univers était contenu dans une boule incroyablement dense et chaude qui aurait
explosé, va savoir pourquoi, expulsant la matière à l'origine des planètes, étoiles, galaxies et autres
trous noirs qui peuplent aujourd'hui l'univers.
Naissance et évolution de l'univers.
Lors de l'explosion initiale du big-bang, la température élevée (10 milliards de degrés) empêche toute
formation de matière, électron, atome et encore moins molécules. On n'y retrouve que des éléments
encore plus petits que l'atome, baptisés particules et anti-particules. A chaque fois que l'une percute
l'autre, il y a disparition des deux et intense production d'énergie.
Les particules finiront par prendre le pas sur les anti-particules, et la température diminuant, les
quarks et les électrons se forment à partir des particules. La force nucléaire forte intervient alors et
assemble les quarks par trois, créant les premiers protons et neutrons.

Il s'est écoulé moins d'une seconde depuis le big bang !!
Une minute après le Big bang, la température a encore baissé et il est possible maintenant que la force
nucléaire forte indirecte assemble deux protons et deux neutrons en noyaux atomiques. Ce seront les
premiers noyaux d'hélium, puis viendront les noyaux d'hydrogène…
Plusieurs centaines de milliers d'années plus tard, la température est passée à 3000°C et les noyaux
peuvent enfin capturer et retenir des électrons grâce à la force électromagnétique. C'est la formation
des premiers atomes.
Après 100 millions d'années, l'univers se compose de nuages d'hydrogène et d'hélium. En certains
points, il y a plus de gaz que dans d'autres. Les gaz comprimés étant plus chauds, ils vont s'échauffer
de plus en plus et attirer par leur masse de plus en plus de gaz autour d'eux jusqu'à ce que la
température soit à nouveau suffisamment élevée pour vaincre la force nucléaire forte et dissocier les
noyaux d'hydrogène en noyau d'hélium. Le phénomène s'emballe et on assiste à la naissance d'une
proto-étoile.
On a donc, dans l'ordre :
Particules  Quarks et électrons  Protons et neutrons Noyaux atomiques  Atomes  Nuages
d'hydrogène  Proto-étoiles  Etoiles  Super novas  Atomes
Cette proto-étoile peut être plus petite, égale ou plus grande que notre soleil.
Si elle est plus petite que notre soleil, sa masse ne sera pas suffisante pour engendrer les réactions
nécessaires et elle restera une naine brune.
Si elle est sensiblement égale à notre soleil, elle va rapidement (10 Ma d'années) transformer son
hydrogène en hélium, va s'enfler en géante rouge, puis va se contracter en naine blanche avant de
s'éteindre en naine noire.
Si elle est plus grande que notre soleil, elle se transformera en super géante, explosera en super nova
puis se contractera en étoile à neutrons puis en trou noir
TYPE
< soleil
Naine brune
= soleil
Géante rouge
Nébuleuse planétaire
Naine blanche
Naine noire
> soleil
Super géante
Super nova
Etoile à neutrons
Trou noir
C'est ainsi que des atomes formant les étoiles on revient aux atomes qui formeront de nouvelles
étoiles.