thumb|Vista d'artista dau Big Bang.
Lo Big Bang (pus rarament la Granda Explosion) es un modèl cosmologic que considèra que l'Univèrs actuau es lo resultat de l'expansion e dau refrejament d'un Univèrs iniciau infinidament caud e dens. Aparegut dins lo corrent deis ans 1920-1930, aqueu modèl es una consequéncia dau desvolopament dei calculs relativistas e de lor aplicacion a l'evolucion de l'Univèrs. En despiech de contestacions vivas, s'es pauc a pauc impausat, especialament après la descubèrta d'elements permetent de confiermar l'existéncia de condicions de temperatura e de pression fòrça importantas dins l'Univèrs i a aperaquí 13,7 miliards d'ans. Uei, es acceptat per la màger part de la comunautat scientifica qu'a completat la teoria amb divèrseis apòrts destinats a adaptar lo modèl ais observacions pus recentas.
En particular, a partir de l'observacion dau fons cosmologic difüs, de la matèria visibla e de sa composicion, foguèt desvolopada una cronologia permetent de liar l'Univèrs actuau a la singularitat iniciala. Pasmens, en despiech de son nom de « Granda Explosion », aquela es pas considerada coma un fenomèn explosiu mai unicament coma una epòca de condensacion extrèma de l'Univèrs dins un espaci fòrça reduch. L'origina d'aquela singularitat es desconeguda.
Dins aquò, se lo Big Bang es un modèl popular, demòra contestat e presenta de limits per explicar certanei fenomèns. De mai, certaneis adaptacions prepausadas son basadas sus d'elements de descubrir ò fòrça mau coneguts coma l'energia sorna e la matèria sorna. Ansin, lo Big Bang e quauquei modèls alternatius son totjorn l'objècte de recèrcas importantas de part dei fisicians e deis astronòms.
Istòria
Lo desvolopament de la relativitat
thumb|right|Retrach d'Albert Einstein, autor de la teoria de la relativitat generala.
Lo desvolopament dau modèl dau Big Bang es una consequéncia de l'aparicion de la teoria de la relativitat generala per Albert Einstein (1879-1955) en 1915. Venguèt alora possible de considerar l'Univèrs coma un sistèma fisica e de descriure son evolucion gràcias a la relativitat. Ansin, Einstein prepausèt un modèl, dich Univèrs d'Einstein, amb un Univèrs omogenèu e isotròp. Pasmens, l'aspècte pus important d'aquela teoria èra doas innovacions qu'aguèron una influéncia importanta sus la fisica de la premiera mitat dau sègle XX : l'òme i ocupava pas una plaça privilegiada. l'Univèrs èra estacionari. Lo premier ponch suscitèt una oposicion fòrta de part deis organizacions religiosas e lo segond foguèt rapidament contestat per divèrseis observacions. Lei pus famosas foguèron aquelei realizats durant leis ans 1920 per l'astronóm estatsunidenc Edwin Hubble (1889-1953).
La premiera descubèrta importanta d'Hubble foguèt aquela de la natura extragalactica de certanei « nebulosas » (en realitat, de galaxias). Puei, descurbiguèt d'aqueleis objèctes d'alunchavan de la Via Lactèa amb una velocitat proporcionala a lor distància. Dich lèi de Hubble, aqueu fenomèn es uei considerat coma una pròva importanta de l'expansion de l'Univèrs(en) Edwin Hubble, "A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae", Proceedings of the National Academy of Sciences, 1929, 15 (3): 168–173.. Ansin, tre leis ans 1920, l'idèa d'un Univèrs estacionari foguèt invalidada, çò que menèt au desvolopament d'idèas novèlas basadas sus un Univèrs en expansion dempuei de miliards d'ans.
De l'Univèrs estacionari au Big Bang
thumb|right|Georges Lemaître en 1933.
En mai dei trabalhs d'Hubble, plusors fisicians desvolopèron de modèls relativistas d'un Univèrs en expansion. Lo premier foguèt probablament lo Rus Alexandre Friedmann (1888-1925). En junh de 1922, prepausèt una vision desprovesida dei constantas apondudas per Einstein per estabilizar l'Univèrs. Aquò lo menèt a definir una teoria basada sus un Univèrs en expansion eissit d'una singularitat iniciala(de) A. Friedman, "Über die Möglichkeit einer Welt mit konstanter negativer Krümmung des Raumes", Zeitschrift für Physik, 1924, 21 (1): 326–332.. Pasmens, la personalitat pus importanta dins lo desvolopament dau modèl dau Big Bang es lo prèire bèlga Georges Lemaître (1894-1966). Tre 1927, analizèt lei mesuras realizadas per Hubble per definir en 1931 un modèl d'Univèrs en expansion eissit de « l'explosion » d'un « atòm primitiu ».
Lei trabalhs de Lemaître, situats en delà dei limits d'observacion dau periòde, foguèron l'objècte de criticas importantas. D'un caire, foguèron contestadas per de scientifics qu'èran ostils a son aspècte creacionista. Durant aquelei controvèrsia, lo fisician britanic Fred Hoyle (1915-2001) donèt lo nom de Big Bang a la teoria de Lemaître. Inicialament ironica, aquela apelacion favorizèt la difusion dau modèl au sen de la populacion e venguèt lo nom oficiau de la teoria.
La descubèrta dei próvas dau Big Bang
Se la simplicitat dau modèl de Lemaître foguèt un dei factors explicant lo succès de la teoria dau Big Bang, de pròvas observacionalas sostenguèron sa difusion durant la segonda mitat dau sègle XX. La pus importanta foguèt la descubèrta dau fons cosmologic difús en 1964(en) A. A. Penzias e R. W. Wilson, « A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s », The Astrophysical Journal, vol. 142, n° 1, 1965, pp. 419–421.Arno Allan Penzias (nascut en 1933) e Robert Woodrow Wilson (nascut en 1936), recebèron lo Prèmi Nobel de Fisica 1978 per aquela descubèrta.. Anticipat tre 1948(en) G. Gamow, « The Origin of Elements and the Separation of Galaxies », Physical Review, vol. 74, n° 4, 1948, pp. 505–506., aqueu fenomèn es un raionament electromagnetic relativament omogenèu que s'observa dins totei lei direccions de l'Univèrs. Leis autrei descripcions de l'Univèrs foguèron pas capablas d'explicar son existéncia, çò que menèt a lor invalidacion.
Dins lo corrent deis ans 1950, de reflexions sus l'origina deis elements quimics favorizèron tanben l'adopcion de teorias compatiblas amb lo Big Bang sus la bariogenèsi primordiala. Puei, durant leis ans 1960-1970, lei recèrcas menadas sus lei singularitats gravitacionalas per Roger Penrose (nascut en 1931), Stephen Hawking (1942-2018) ò George F. R. Ellis (nascut en 1939) permetèron d'afinar lo modèl e de l'integrar dins lo modèl estandard de la cosmologia.
Ansin, se lo Big Bang es totjorn regularament contestat per de fisicians prepausant de modèls novèus de descripcion de l'Univèrs, fa uei partida dei sòcles fondamentaus de la sciéncia modèrna. Sa capacitat d'explicar totei lei fenomèns coneguts a l'ora d'ara e d'integrar d'aspèctes novèus renfòrça aquela posicion. Pasmens, lei limits actuaus de la fisica permèton pas d'explicar d'un biais complèt l'origina e lo debanament dau Big Bang e deis etapas de formacion de l'Univèrs Observable. Lo modèl dau Big Bang es donc totjorn una teoria en construccion que pòu encara èsser l'objècte de modificacions importantas.
Pròvas observacionalas
Lo fons cosmologic difüs
Lo fons cosmologic difüs (ò raionament fossil) es un raionament electromagnetic fòrça omogenèu observat dins totei lei direccions de l'espaci. Demostrada en 1964, son existéncia permetèt ai modèls cosmologics basats sus l'idèa de Big Bang de s'impausar car predisián l'emission d'un tau raionament termic a l'epòca de l'Univèrs primordiau.
Segon lo modèl estandard de la cosmologia, aqueu raionament foguèt emés aperaquí ans après lo Big Bang quand l'Univèrs Observable èra pus pichon, pus dens e pus caud (de l'òrdre de - K). Refrejat e diluit per l'expansion de l'Univèrs, a desenant una temperatura fòrça bassa d'aperaquí 2,728 K(en) D. J. Fixsen, E. S. Cheng, J. M. Gales, J. C. Mather, R. A. Shafer e E. L. Wright, « The Cosmic Microwave Background Spectrum from the FullCOBEFIRAS Data Set », The Astrophysical Journal, vol. 473, n° 2, 1996, pp. 576–587.. Es fòrça estudiat per leis astronòms car lei variacions pichonas de temperatura e d'intensitat permèton de collectar d'informacions importantas sus l'estructura e l'evolucion de l'Univèrs.
La nucleosintèsi primordiala
Après la descubèrta de l'interaccion fòrta e de son ròtle dins lei mecanismes de produccion d'energia se debanant dins leis estelas, se pausèt la question de l'abondància de cada element quimic dins l'Univèrs. Doas teorias principalas s'opausavan : la nucleosintèsi estellara e la nucleosintèsi primordiala. La premiera ipotèsi èra puslèu promouguda per lei partisans d'un Univèrs estacionari car, per mantenir l'Univèrs dins aquel estat, una produccion regulara d'idrogèn èra necessària. Au contrari, per lei tenents dau Big Bang, totei leis elements observats èran estats produchs durant la fasa densa de l'Univèrs primordiau.
Uei, lo modèl actuau emprunta d'elements ai doas teorias. Pasmens, aquelei basats sus lo Big Bang foguèron mai capables de s'adaptar ai constrenchas observadas per leis astronòms. Ansin, dins lo modèl estandard de la cosmologia, lei tres elements quimics pus leugiers foguèron produchs per la nucleosintèsi primordiala, la fasa de condensacion de la matèria que se debanèt durant lei premierei fasas dau refrejament de l'Univèrs. Puei, leis elements pus pesucs foguèron sintetizats per lei reaccions termonuclearas estellaras.
L'evolucion dei galaxias
La darriera pròva observacionala en favor dei modèls basats sus lo Big Bang es lor capacitat d'explicar l'evolucion dei galaxias e la formacion progressiva deis estructuras astrofisicas observadas (galaxias, amàs de galaxias...). D'efiech, segon aquelei teorias, lei galaxias se son formadas après lo Big Bang. Durant aqueu procès, lei galaxias èran probablament somesas a d'interaccions nombrosas mai lei galaxias massisas èran raras. Puei, pauc a pauc, leis interaccions gravitacionalas menèron a la formacion d'objèctes pus importants per fusion de galaxias. Òr, aquelei previsions son a l'ora d'ara verificadas per leis observacions realizadas amb lei telescòpis pus poderós.
Cronologia de l'istòria de l'Univèrs
L'Univèrs actuau
thumb|right|Fotografia de galaxias alunchadas realizada per lo telescòpi espaciau Hubble.
A l'ora d'ara, aperaquí 13,8 miliards d'ans après lo Big Bang, l'Univèrs es pauc dens e freg amb una densitat mejana de quauqueis atòms per mètre cubic e una temperatura mejana de 2,73 K. D'efiech, s'existís d'objèctes astronomics cauds coma leis estelas, aquelei còrs son separats per de distàncias immensas. Pasmens, l'observacion de l'Univèrs es una activitat importanta per leis astronòms car permet de collectar d'indicis sus son estat e sus son evolucion. Ansin, segon lei conoissenças actualas, leis estelas e lei galaxias èran ja fòrça nombrós mens de 500 milions d'ans lutz après lo Big Bang(en) Daniel P. Stark, Richard S. Ellis, Johan Richard et al., "A Keck Survey for Gravitationally Lensed Lyα Emitters in the Redshift Range 8.5 < z < 10.4: New Constraints on the Contribution of Low-Luminosity Sources to Cosmic Reionization", The Astrophysical Journal, 2007, 663 (1): 10–28..
La recombinason
ans après lo Big Bang, l'Univèrs aviá una temperatura mila còps pus superiora a sa temperatura actuala e una densitat un miliard de còps pus importanta. Dins aquelei condicions, leis estelas e lei galaxias existián pas encara. Pasmens, aquel instant marquèt lo començament de la propagacion de la lutz. D'efiech, durant lo periòde precedent, d'electrons liures empachavan la difusion dei fotons. La causa d'aqueu fenomèn es lo refrejament de l'Univèrs qu'auriez-vous menat à la recombinason entre leis electrons e lei nuclèus atomics per formar leis atòms. Per aquela rason, aquela epòca es dicha periòde de la recombinason.
Coma aquela èra correspond tanben a l'aparicion de la propagacion luminosa, es de còps dicha periòde de decoplatge de la matèria e dau raionament. Lo fons cosmologic difüs data probablament d'aqueleis instants.
La nucleosintèsi primordiala