CHAPITRE 11 • La formation du système solaire
Figure 11.1 h
Logarithme de
l’abondance des
éléments chimiques
dans le Soleil,
triés par numéro
atomique.
1.1 La nudéosynthèse primordiale
Définition
Le Big Bang est une théorie cosmologique née au début du xxc siècle. Elle propose que notre
Univers a un âge de 13,75 milliards d’années. Il serait en expansion depuis sa naissance. La
physique ne permet pas aujourd’hui de remonter à son origine, mais à un temps infiniment
proche seulement (10-43 s appelé mur de Planck), où l’Univers aurait été extrêmement dense
et chaud, sa taille étant de 10-35 m. Aujourd’hui l’Univers est froid (2,73 K soit -271 °C) et
sa taille dépasse 150 000 milliards de kilomètres. Cette théorie a ses limites, mais elle est en
accord avec les caractéristiques d’un fond lumineux diffus dans l’Univers. La théorie du Big
Bang reproduit l’abondance des éléments légers, et l’évolution des galaxies. En effet, les plus
lointaines qui témoigneraient des premiers âges de l’Univers, sont beaucoup plus homogènes
que celles qui sont proches et possèdent des formes différentes.
La nudéosynthèse primordiale correspond à la production d’éléments chimiques à
la suite de la naissance de notre Univers, après le Big Bang. C’est donc un modèle
conceptuel, qui vise à expliquer l’abondance de certains isotopes et le rapport entre
la matière (protons et neutrons) et la lumière (photons) produites. La théorie propose
que l’Univers est en expansion depuis une singularité. Il se refroidit petit à petit.
Tant que la température dépasse 1 milliard de kelvins, les noyaux de deutérium
(2H), formés par la fusion d’un proton et d’un neutron, sont cassés par les photons
trop énergétiques. Il faut donc attendre une centaine de secondes après le Big Bang
pour que des noyaux de deutérium commencent à persister. Comme l’Univers est
suffisamment dense et chaud, les noyaux stables présents peuvent réaliser la fusion
du tritium (3H), des isotopes de l'hélium, et dans une moindre mesure du béryllium-7
(7Be) du lithium-6 et 7 (6Li et 7Li). Quand la densité et la température deviennent
trop basses (de l’ordre de 400 000 (XX) K), la nudéosynthèse primordiale s'arrête.
38 000 ans plus tard, l’Univers est assez froid pour qu’électrons et noyaux se lient
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Figure 11.1 h
Logarithme de
l’abondance des
éléments chimiques
dans le Soleil,
triés par numéro
atomique.
1.1 La nudéosynthèse primordiale
Définition
Le Big Bang est une théorie cosmologique née au début du xxc siècle. Elle propose que notre
Univers a un âge de 13,75 milliards d’années. Il serait en expansion depuis sa naissance. La
physique ne permet pas aujourd’hui de remonter à son origine, mais à un temps infiniment
proche seulement (10-43 s appelé mur de Planck), où l’Univers aurait été extrêmement dense
et chaud, sa taille étant de 10-35 m. Aujourd’hui l’Univers est froid (2,73 K soit -271 °C) et
sa taille dépasse 150 000 milliards de kilomètres. Cette théorie a ses limites, mais elle est en
accord avec les caractéristiques d’un fond lumineux diffus dans l’Univers. La théorie du Big
Bang reproduit l’abondance des éléments légers, et l’évolution des galaxies. En effet, les plus
lointaines qui témoigneraient des premiers âges de l’Univers, sont beaucoup plus homogènes
que celles qui sont proches et possèdent des formes différentes.
La nudéosynthèse primordiale correspond à la production d’éléments chimiques à
la suite de la naissance de notre Univers, après le Big Bang. C’est donc un modèle
conceptuel, qui vise à expliquer l’abondance de certains isotopes et le rapport entre
la matière (protons et neutrons) et la lumière (photons) produites. La théorie propose
que l’Univers est en expansion depuis une singularité. Il se refroidit petit à petit.
Tant que la température dépasse 1 milliard de kelvins, les noyaux de deutérium
(2H), formés par la fusion d’un proton et d’un neutron, sont cassés par les photons
trop énergétiques. Il faut donc attendre une centaine de secondes après le Big Bang
pour que des noyaux de deutérium commencent à persister. Comme l’Univers est
suffisamment dense et chaud, les noyaux stables présents peuvent réaliser la fusion
du tritium (3H), des isotopes de l'hélium, et dans une moindre mesure du béryllium-7
(7Be) du lithium-6 et 7 (6Li et 7Li). Quand la densité et la température deviennent
trop basses (de l’ordre de 400 000 (XX) K), la nudéosynthèse primordiale s'arrête.
38 000 ans plus tard, l’Univers est assez froid pour qu’électrons et noyaux se lient
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