Chapitre 12. Univers chaud et premiers noyaux

L’évaluation du contenu énergétique et entropique de l’Univers actuel et la question de son évolution constituent des aspects importants de la cosmologie.
L’observation des galaxies proches conduit à estimer que les étoiles lumineuses de ces galaxies rassemblent environ 2 1011 masses solaires par cube de 3 Mpc de côté. La densité (moyennée sur l’espace) d’énergie de masse de repos de cette matière baryonique visible vaut approximativement ϵb,vis ≈ 310 eV cm–3 . L’électron-volt par cm3 est une unité adaptée aux faibles densités d’énergie dont il est question ici. La densité de masse critique ρ* (équation 10.21) dépend de la constante de Hubble, H, que nous pouvons rapporter à la valeur de référence de 100 km/s/Mpc en définissant une constante de Hubble réduite ĥ par :
La densité d’énergie associée à la densité de masse critique vaut :
Pour ĥ = 0,7 le rapport Ωb,vis = ϵb,vis/ρ*c2 vaut approximativement 1/18. La vitesse d’agitation des galaxies est de l’ordre de 500 km/s. C’est aussi l’ordre de grandeur de la vitesse particulière de notre galaxie par rapport au référentiel où les photons du rayonnement cosmologique ont une impulsion moyenne nulle (problème du chapitre 11). Ces vitesses étant de l’ordre du millième de celle de la lumière, la densité d’énergie cinétique d’agitation des galaxies est de l’ordre du millionième de leur densité d’énergie de masse de repos.Par ailleurs, l’Univers est empli d’un rayonnement planckien de température To = 2,726°K (section 11.8) dont la densité d’énergie, égale à…