Salut les ornithorynques!
Aujourd'hui je vous présente le tout premier article de la longue histoire: la formation de l'Univers. La majeure partie de cet article est basée sur les cours de Philippe Boulvais, chercheur en géoscience à l'université de Rennes 1 et que j'ai eu la chance d'avoir comme professeur l'année passée. Certains détails seront probablement complétés par des recherches ultérieures, et je mettrais tous les liens et références à la fin de l'article. Comme dis dans l'article de présentation, mes articles ne sont pas statiques et risquent d'être modifiés en fonction du temps que je pourrais y consacrer, mais aussi mes propres découvertes ou les découvertes des chercheurs au fil du temps. Enfin bref, sans plus de blabla attaquons notre sujet: la formation de l'Univers!
La théorie la plus admise par les scientifiques pour la création de l'Univers est celle du Big Bang; Il aurait eu lieu il y a 13.5 milliard d'années (ou 13.5 Ga pour raccourcir). Un des arguments les plus solides de cette théorie est l'expansion de l'univers. En effet on peut observer que les galaxies sont constamment en train de s'éloigner.
Suite à ce big bang, la particule la plus aboutie en résultant était probablement un proton - on entends par là un atome d'hydrogène, je ferais un article de base sur le sujet. En gros, avant l'univers c'était ça:
Dans une galaxie, c'est à dire une des zones concentrées, il existe des zones encore plus concentrées où la gravité contre-balance l'expansion liée à l'énergie cinétique initiale. Eeeuuuh de quoi? En gros, à la base avec le gros boum, l'idée c'était que tout se baladait partout et avait tendance à s'éloigner (ce qui est toujours le cas). Mais comme les atomes ont commencé à se rassembler et à s'agglomérer un phénomène de gravité est né. Je vais pas le détailler ici, mais en gros plus quelque chose est gros et plus il attire les objets autour de lui. Mais du coup, la zone va se densifier encore plus en accumulant la matière qui se trouve autour d'elle et va alors se réchauffer (y'aura un article de base sur ce phénomène). L'augmentation de la température et de la pression va permettre la fusion de 2 atomes d'hydrogène pour former un atome d'hélium. Et c'est comme ça qu'on fait les étoiles! Ouais c'est tout, juste des atomes qui fusionnent pour donner de plus gros atomes.
En gros, à chaque fusion il y a un dégagement d'énergie sous forme de chaleur qui a lieu, ce qui permet de nouvelles fusions. Il y a alors une réaction en chaîne qui se déclenche. L'hydrogène (numéro atomique 1) et l'hélium (numéro atomique 2) vont fusionner pour donner du Lithium (numéro atomique 3). Mais le Lithium n'étant pas stable, deux atomes de Lithium vont alors fusionner pour donner un atome de Carbone (numéro atomique 6), bien plus stable. Pour les étoiles les plus petites (et ayant donc le moins d'éléments, et donc moins de pression, moins de température, ...), un cœur de carbone va alors se former, entouré d'une masse d'atome d'hydrogène et d'hélium, comme dans notre soleil. Les étoiles plus massives elles vont aller jusqu'au Silicium (numéro atomique 14), qui constituera alors son cœur.
Cependant toutes ces réactions ne restent pas sans conséquences. Regardons ce qui se passe dans l'étoile au niveau des forces:
Aujourd'hui je vous présente le tout premier article de la longue histoire: la formation de l'Univers. La majeure partie de cet article est basée sur les cours de Philippe Boulvais, chercheur en géoscience à l'université de Rennes 1 et que j'ai eu la chance d'avoir comme professeur l'année passée. Certains détails seront probablement complétés par des recherches ultérieures, et je mettrais tous les liens et références à la fin de l'article. Comme dis dans l'article de présentation, mes articles ne sont pas statiques et risquent d'être modifiés en fonction du temps que je pourrais y consacrer, mais aussi mes propres découvertes ou les découvertes des chercheurs au fil du temps. Enfin bref, sans plus de blabla attaquons notre sujet: la formation de l'Univers!
La théorie la plus admise par les scientifiques pour la création de l'Univers est celle du Big Bang; Il aurait eu lieu il y a 13.5 milliard d'années (ou 13.5 Ga pour raccourcir). Un des arguments les plus solides de cette théorie est l'expansion de l'univers. En effet on peut observer que les galaxies sont constamment en train de s'éloigner.
Suite à ce big bang, la particule la plus aboutie en résultant était probablement un proton - on entends par là un atome d'hydrogène, je ferais un article de base sur le sujet. En gros, avant l'univers c'était ça:
Des atomes d'hydrogène qui se baladent, se concentrant par endroit dans des zones qui deviendrons plus tard des galaxies, et laissant des espaces vides correspondant à un espace intergalactique.
Dans une galaxie, c'est à dire une des zones concentrées, il existe des zones encore plus concentrées où la gravité contre-balance l'expansion liée à l'énergie cinétique initiale. Eeeuuuh de quoi? En gros, à la base avec le gros boum, l'idée c'était que tout se baladait partout et avait tendance à s'éloigner (ce qui est toujours le cas). Mais comme les atomes ont commencé à se rassembler et à s'agglomérer un phénomène de gravité est né. Je vais pas le détailler ici, mais en gros plus quelque chose est gros et plus il attire les objets autour de lui. Mais du coup, la zone va se densifier encore plus en accumulant la matière qui se trouve autour d'elle et va alors se réchauffer (y'aura un article de base sur ce phénomène). L'augmentation de la température et de la pression va permettre la fusion de 2 atomes d'hydrogène pour former un atome d'hélium. Et c'est comme ça qu'on fait les étoiles! Ouais c'est tout, juste des atomes qui fusionnent pour donner de plus gros atomes.
En gros, à chaque fusion il y a un dégagement d'énergie sous forme de chaleur qui a lieu, ce qui permet de nouvelles fusions. Il y a alors une réaction en chaîne qui se déclenche. L'hydrogène (numéro atomique 1) et l'hélium (numéro atomique 2) vont fusionner pour donner du Lithium (numéro atomique 3). Mais le Lithium n'étant pas stable, deux atomes de Lithium vont alors fusionner pour donner un atome de Carbone (numéro atomique 6), bien plus stable. Pour les étoiles les plus petites (et ayant donc le moins d'éléments, et donc moins de pression, moins de température, ...), un cœur de carbone va alors se former, entouré d'une masse d'atome d'hydrogène et d'hélium, comme dans notre soleil. Les étoiles plus massives elles vont aller jusqu'au Silicium (numéro atomique 14), qui constituera alors son cœur.
Cependant toutes ces réactions ne restent pas sans conséquences. Regardons ce qui se passe dans l'étoile au niveau des forces:
Attention, je n'ai représenté que 4 flèches pour chaque force, mais il faut bien sur ce dire qu'elle s'exerce dans tous les points de l'étoile.
Donc, on peut voir que les forces de pression (P) dues aux gaz sont égales aux forces de gravité (G) mais son toutes les deux opposées. Il y a donc un équilibre entre tout ce petit monde. Sauf qu'il ne faut pas oublier un petit détail. La masse molaire de deux atomes d'hydrogène est un chouia plus élevée que celle d'un atome d'hélium, la masse va alors légèrement diminuer au fur et à mesure des différentes fusions. De plus la quantité de moles diminue, et au final la pression va diminuer significativement. En gros, seul la force de gravité va rester, la force de pression disparaissant, on dit alors que l'étoile s'effondre sur elle-même. Et là, il y a deux cas possibles (en gros, en fait y'en a plus mais ça devient compliqué).
Voyons d'abord ce qu'il se passe dans les petites étoiles. Il ne reste pas grand chose de l'hydrogène initial et on assiste à son explosion. Il y a alors arrêt des réactions de fusion, et le cœur devient un corps mort, noir.
Les grosses étoiles maintenant. Avec l'effondrement il y a un surcroît d'élévation de la température. Le silicium va alors lui aussi fusionner avec de l'hélium pour donner du Soufre de numéro atomique 16, dégageant encore plus d'énergie, et ré-élevant donc la température. On va alors avoir une cascade de réactions jusqu'au Fer (numéro atomique 26). En effet cet élément est très stable grâce à ses nombreuses symétrie. Si malgré tout le fer fusionne à son tour on a une nouvelle cascade jusqu'aux éléments les plus lourds, principalement l'uranium (numéro atomique 92). Il va également y avoir une explosion, qu'on appelle supernova. De cette supernova va naître soit une étoile à neutron, soit un trou noir, et une nébuleuse (un gros nuage de particules, comme au début de cette histoire).
Il peut alors arriver que les supernova vienne tout chambouler dans une nébuleuse voisine, provoquant la fusion des éléments et la naissance d'une nouvelle étoile.
Voilà pour la création de l'univers, n'hésitez pas à me dire si certains points ne sont pas clairs ou s'ils sont incomplets, j'essaierai d'y remédier le plus rapidement possible! Y'a plusieurs articles de bases qui vont suivre pour essayer d'expliquer certaines notions que je prends pour acquises dans ces articles, comme les atomes ou les forces, de manière à ce que vraiment tout le monde puisse le comprendre.
Et c'est bon, j'arrête de blablater, j'espère que ça vous aura plu et que la suite vous plaira également :)
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