La première seconde de l’existence de l’univers n’a pas été simplement mouvementée ; ce fut la période la plus critique de toute l’histoire cosmique. Partant d’un état infiniment petit et infiniment dense – un scénario soutenu par les modèles cosmologiques actuels – l’univers s’est rapidement étendu, jetant les bases de tout ce que nous observons aujourd’hui.
L’époque inflationniste
En une fraction de seconde, l’univers a subi une inflation exponentielle. Les distances entre les points dans l’espace doublaient environ toutes les 1037 secondes, augmentant la taille du cosmos d’au moins un facteur 1026, soit plus que le nombre total d’étoiles dans l’univers observable. Cette expansion n’était pas seulement une question de taille ; il a semé la structure à grande échelle que nous voyons aujourd’hui. D’infimes fluctuations quantiques, caractère aléatoire inhérent au premier univers, s’étirent et s’amplifient en variations de densité à travers l’espace-temps. Ces fluctuations deviendraient éventuellement les germes de galaxies et d’amas.
Du plasma aux particules
La période d’inflation s’est terminée après une infime fraction de seconde, laissant derrière elle une boule de plasma chaude et opaque. À mesure que l’univers se refroidissait, les premières particules sont apparues : les protons et les neutrons, les éléments constitutifs de la matière. Il s’agit de la baryogenèse, le moment où la matière a commencé à dominer l’antimatière (bien que la raison exacte de ce déséquilibre reste inconnue). La matière et l’antimatière sont entrées en collision, s’annihilant l’une l’autre, laissant derrière elles la matière qui constitue tout ce que nous voyons aujourd’hui.
Transitions de phases et séparation des forces
L’univers ne s’est pas seulement étendu ; il a subi des transitions de phase, des changements fondamentaux dans l’état de la matière qui ont affecté simultanément le cosmos tout entier. Les quatre forces – la gravité, la force forte, la force faible et l’électromagnétisme – étaient initialement unifiées. En l’espace d’un milliardième de seconde, ils se sont séparés, acquérant les propriétés distinctes que nous observons aujourd’hui. Le rayonnement a commencé à circuler librement à mesure que l’univers devenait transparent et les particules ont gagné en masse grâce à l’interaction avec le champ de Higgs nouvellement séparé.
La genèse de la structure
Une seconde après le big bang, l’univers était encore incroyablement chaud et dense, mais les forces et particules fondamentales étaient en place. Ces fluctuations quantiques initiales ont continué à provoquer l’agglutination, ouvrant la voie à la formation éventuelle d’étoiles, de galaxies et de la structure à grande échelle que nous observons aujourd’hui. L’ensemble du processus – depuis la singularité jusqu’aux fondations d’un univers reconnaissable – n’a duré qu’une seule seconde.
Les détails exacts restent flous en raison de la vaste échelle de temps qui s’est écoulée entre cette époque et aujourd’hui, mais les implications sont claires : la première seconde de l’univers n’était pas qu’un simple événement ; c’était l’origine de tout ce qui suivit. L’expansion rapide de l’univers, la formation de particules et la séparation des forces ont jeté les bases du cosmos complexe dans lequel nous vivons aujourd’hui, le tout en un instant unique et éphémère.
