16. Big Bang et nucléosynthèse

Une observation fondamentale qui étaye la théorie du Big Bang est l’abondance d’éléments légers dans l’Univers. Les réactions nucléaires qui se sont déroulées dans la phase brûlante du Big Bang ont mijoté les quelques noyaux atomiques initiaux dans des proportions précises. Les noyaux plus lourds se sont formés plus tard, en brûlant ces combustibles initiaux au cœur des étoiles.
C’est l’hydrogène qui est l’élément le plus abondant de l’Univers et le plus important sous-produit du Big Bang. C’est aussi l’élément le plus simple : un unique proton autour duquel tourne un électron. On le trouve parfois sous une forme plus lourde, appelée deutérium, qui se présente comme un atome ordinaire d’hydrogène auquel on a ajouté un neutron, ce qui le rend deux fois plus lourd. Une forme plus rare est le tritium, avec un second neutron. L’élément suivant est l’hélium, fait de deux protons, deux neutrons et deux électrons ; puis vient le lithium avec trois protons, la plupart du temps quatre neutrons, et trois électrons. Tous ces éléments ont été créés dans l’Univers primordial dans un processus appelé nucléosynthèse.Cuisine au gaz Immédiatement après le Big Bang, l’Univers était si chaud qu’il n’était que soupe bouillante de particules fondamentales. Tandis qu’il se dilatait et refroidissait, différentes particules apparurent, finissant par produire les protons, neutrons et électrons, ces particules familières qui constituent tous les objets de notre monde. Quand l’Univers n’était vieux que de trois minutes, sa température d’un milliard de degrés était appropriée pour que se créent les noyaux des éléments les plus légers…