Quelle est la cause de la température élevée du Big Bang ? | Les scientifiques réagissent | Science

La première chose dont j’ai besoin est que vous compreniez la température par rapport à la chaleur. Dans la vie de tous les jours, nous comprenons que lorsque quelque chose est à très haute température, par exemple une casserole qui est chaude, ce que nous percevons est la capacité d’un échange d’énergie sous forme de chaleur entre l’objet qui se trouve à une température plus élevée et celle qui est à la température la plus basse. Autrement dit, nous comprenons la température comme un moyen de savoir ce qui a le plus d’énergie thermique.

Toutes les mesures d’énergie dont nous disposons à partir du Big Bang, tant de masse que d’énergie pure, par exemple sous forme de rayonnement, nous pouvons identifier ou associer à une température en fonction de ce que nous dit la physique statistique.

Dans votre question, vous nous expliquez comment la température très élevée du Big Bang pourrait être atteinte s’il n’y avait toujours pas d’étoiles. La réponse est que vous n’aviez pas besoin des étoiles pour l’atteindre. Ce qu’il fallait, c’était que quelque chose existe, qui, dans ce cas, était la masse et l’énergie. Cette masse et cette énergie provenaient de petites fluctuations dans le vide. En raison de ces fluctuations, des particules apparaissent, des rayonnements et des champs apparaissent. C’est la première chose qui arrive. Sans ce contexte, nous ne pourrions pas parler de température. S’il n’y a rien, comme je l’ai expliqué au début, il ne peut y avoir de température car il ne peut y avoir d’échange d’énergie sous forme de chaleur.

À partir de là, nous devons nous demander dans quel état se trouve tout ce qui a émergé. Cette matière et ce rayonnement apparus par un processus quantique peuvent être interprétés en termes d’énergie. Nous avons alors des particules avec une masse, comme un quark, et des particules sans masse, comme un photon. Ce que nous interprétons comme température est une mesure de la quantité d’énergie présente et de la manière dont cette énergie peut être échangée entre les différents éléments constitutifs de ce tout premier univers.

La pâte est très compressée. Pour vous donner une idée, c’est comme si on pressait l’air à l’intérieur des roues de vélo avec une pompe à piston. Si on met beaucoup d’air dans le même volume, la température augmente. Initialement, avant l’explosion (le Big Bang), toute cette masse occupait un très, très petit volume. Dans le même temps, il y avait beaucoup de particules sans masse, le rayonnement, qui est également associé à l’énergie. Et c’était aussi dans un espace très compact, c’est-à-dire qu’il était très dense, donc il y avait aussi beaucoup d’énergie qui y était associée, qui atteignait une température très élevée.

La température à ce moment-là était si élevée qu’il n’y a jamais eu de température pareille, car il n’y a jamais eu de densités de masse et d’énergie aussi élevées. Depuis, depuis le Big Bang, l’univers n’a cessé de se refroidir et de s’étendre. L’énergie que possédaient les particules a été libérée depuis lors. Cette énergie liait certaines particules à d’autres, en élargissant et en brisant les forces qui liaient certaines particules à d’autres, l’énergie a été libérée et est devenue de l’énergie thermique et c’est ce qui rend l’univers moins froid qu’il l’aurait été. à cause de ce processus de refroidissement progressif dont je vous parlais.

Ruth Lazkoz Elle est physicienne théoricienne, professeur et chercheuse à l’Université du Pays Basque. Ses domaines de travail sont la cosmologie théorique et observationnelle, l’énergie noire et la gravité modifiée.

Question envoyée par email par Eduardo Suisse

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