Ok, si j’ai raison, selon la théorie du Big Bang, l’univers a commencé comme une boule de matière hautement concerté. Eh bien, d’où vient cette matière ? Je veux dire, d’où vient la matière qui crée tout dans l’univers ? Est-elle juste apparue ou quelque chose comme ça ? (S’IL VOUS PLAÎT, répondez ! Cela me tracasse depuis des ANNÉES !)

Au début, il n’y avait pas encore de matière. Cependant, il y avait beaucoup d’énergie sous forme de lumière, qui se présente sous forme de paquets discrets appelés photons. Lorsque les photons ont suffisamment d’énergie, ils peuvent se désintégrer spontanément en une particule et une antiparticule. (Une antiparticule est l’exact opposé de la particule correspondante – par exemple, un proton a une charge +e, donc un antiproton a une charge -e). Ce phénomène est facilement observable aujourd’hui, car les rayons gamma ont suffisamment d’énergie pour créer des paires électron-antiélectron mesurables (l’antiélectron est généralement appelé positron). Il s’avère que le photon n’est qu’une des catégories de particules, appelées bosons, qui se désintègrent de cette manière. De nombreux bosons présents juste après le big bang étaient si énergétiques qu’ils pouvaient se désintégrer en particules beaucoup plus massives, comme les protons (rappelez-vous que E=mc2, donc pour fabriquer une particule de grande masse m, il faut un boson ayant une énergie E élevée). La masse de l’univers provient de telles désintégrations.

La question suivante à poser est : où est passée toute l’antimatière ? Pour chaque particule créée de cette façon, il y a exactement une antiparticule. Dans ce cas, il aurait dû y avoir exactement autant d’antimatière que de matière. Si cela était vrai, lorsque l’univers se serait quelque peu refroidi, chaque particule aurait trouvé une antiparticule et se serait combinée pour former un boson (ce processus est appelé annihilation des particules). En fait, c’est le sort qui a été réservé à la plupart de ces paires : environ 10 milliards de particules ont été annihilées pour chaque particule qui a survécu. La survie d’une si petite fraction a suffi à former toute la matière de notre univers. À un moment donné au cours de ce processus, quelque chose d’autre a dû se produire pour provoquer la survie de plus de particules que d’antiparticules (nous appelons cela l’asymétrie particule-antiparticule).

Il existe de nombreuses théories qui tentent d’expliquer cette asymétrie. Je vais donner une très brève description de l’une d’entre elles, appelée baryogénèse électrofaible. (Sa compréhension nécessite beaucoup plus d’informations de base que je n’en ai la place). Les protons et les neutrons sont des particules appelées baryons, et la baryogénèse signifie la création de baryons. Selon la compréhension actuelle de la physique des particules, appelée modèle standard, le nombre de baryons est aujourd’hui presque constant, avec seulement une petite variation due à l’effet tunnel de la mécanique quantique. Dans l’univers primitif, cependant, la température était beaucoup plus élevée, de sorte que cet effet tunnel était courant et qu’un grand nombre de baryons aurait pu être créé. Le terme « électrofaible » se réfère à la période en question, lorsque les forces électromagnétique et faible se découplaient d’une force unique en deux forces distinctes (entre 10-12 et 10-6 secondes après le big bang – l’asymétrie se serait probablement formée vers la fin). Une source supplémentaire de baryons est due au fait que les leptons (un autre type de particule, dont les électrons) peuvent être convertis en baryons à cette époque.

Cette page a été mise à jour pour la dernière fois le 27 juin 2015.