E10 Cosmologie quantique et inflation

Topique

La cosmologie quantique s'efforce de décrire l'univers durant ses premières fractions de seconde, une période où l'échelle de Planck marque la limite exacte de ce que la physique connue peut décrire.

L'inflation cosmique est une période extrêmement brève d'expansion exponentielle accélérée qui explique pourquoi l'univers est devenu si plat et homogène. Elle a également semé, par le biais de fluctuations quantiques amplifiées par cette expansion même, les germes des variations de température observées aujourd'hui dans le fond diffus cosmologique.

La nucléosynthèse primordiale, qui s'est produite dans les premières minutes de cet univers primordial, a produit les proportions d'hydrogène, d'hélium et de traces de lithium que nous observons aujourd'hui – des proportions fixées précisément par la densité baryonique et la température de l'univers à ce moment précis.

La température du fond diffus cosmologique diminue à mesure que l'univers se dilate, et cette température augmente proportionnellement au décalage vers le rouge de la lumière de fond depuis son émission. Les fluctuations de température du fond diffus cosmologique sont infimes, de l'ordre d'une partie sur cent mille, mais ce sont précisément ces germes imperceptibles qui, amplifiés par la gravité, ont donné naissance à toutes les structures cosmiques ultérieures : galaxies, amas de galaxies et les vastes vides qui les séparent aujourd'hui. Le fond diffus cosmologique et la nucléosynthèse primordiale confirment indépendamment ce même modèle cosmologique. Ainsi, depuis les premières fractions de seconde qui marquent le début de ce document jusqu'à la double confirmation qui le conclut, en passant par l'inflation cosmique et la nucléosynthèse primordiale, la cosmologie quantique explique que tout ce que nous observons aujourd'hui dans le ciel – de l'hydrogène le plus simple au plus grand amas de galaxies – trouve son origine dans d'infimes fluctuations survenues au tout premier instant de l'Univers.

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