La création du Big-bang en laboratoire : TPE

« CHAUVEL OphéliePARIS GuillaumeBOSSEBOEUF Barnabé TPE 2009-20101S3 Thème : Modèle et modélisation Sujet : la création du Big-bang en laboratoire Problématique : Comment comprendre la création de l'univers à partir de l'utilisation d'un accélérateur de particules ? Dans le but d'optimiser la compréhension de ce document écrit, nous avons mis au point une vidéo qu'il est préférable de visionner au préalable. PLAN TPE 2009/2010 Introduction : L'histoire du big bang Problématique : Comment comprendre la création de l'univers à partir de l'utilisation d'un accélérateur de particules ? I) La création de l'univers : la théorie du Big-bang. a) Qu'est ce que le Big Bang ?b) Par quel moyen peut-on étudier le Big Bang ? II) L'accélérateur de particules : le modélisateur idéal. a) Définition : L'accélérateur de particules.b) Le LHC (Large Hadron Collider)- L'Histoire du LHC- Le LHC aujourd'hui- Le LHC dans l'avenirc) Les dangers d'un tel projet. Conclusion : Les avis divergent, le Big-bang n'a peut-être jamais existé Introduction : L'histoire du Big-bang. Les connaissances que nous avons aujourd'hui du Big-bang et l'univers sont le résultat de siècles entiers de travail et de réflexion.

Depuis l'Antiquité, les physiciens,mathématiciens, cosmologues, et scientifique de toutes sortes s'intéressent à la création de l'univers dans le but de comprendre des phénomènes encore inexpliquésaujourd'hui.

Bien que il ne s'agisse encore que d'une théorie, très peu sont les scientifiques qui réfutent cette idée et sont considérés comme des « fous » par lacommunauté des scientifiques.

Cette théorie est une description des premiers moments de l'univers, mais elle n'explique pas pourquoi l'univers est né, ni comment.Le premier scientifique connu pour avoir étudié le monde qui nus entour se nomme Aristote, mais il prône le géocentrisme, c'est à dire le fait que le Terre se trouveau centre de l'univers.

A cette époque, nous ne connaissons l'univers que sous la forme de la voie lactée.

Au fil du temps, la technologie évolue et de nouveauxscientifiques font des découvertes de plus en plus intéressantes.

Copernic par exemple développe l'idée que le soleil est le centre de l'univers et admet l'ordre desplanètes tel que nous le voyons aujourd'hui encore.

Il va jusqu'à risquer sa vie pour soutenir cette théorie.

D'autres le suivent (ex : Keppler) et approfondissent lathéorie.C'est au 17ème siècle qu'apparaît le premier scientifique dit « moderne ».

En effet, Galilée est le précurseur de la science moderne car il est le premier à utiliser lesmathématiques avec la physique pour expliquer l'héliocentrisme.

A partir de là, les sciences et les connaissances sur l'univers évoluent très rapidement etexponentiellement.

De nombreux scientifiques approfondissent et complètent les nouvelles théories tels que Newton, Einstein, Edwin Hubble et Fred Hoyle.

Il existemême des religieux scientifiques. I) La création de l'univers : la théorie du Big-bang. a.

Qu'est ce que le Big-bang ? Le Big-bang est donc une théorie établie sur des siècles d'observations, de calculs et de recherches.

Ce n'est pas, comme la majorité des gens le pensent, une théoriequi expliquerait comment l'univers est né.

En effet, il s'agit d'une théorie expliquant quels sont les premiers instants de la vie de l'univers, depuis quelques fractions desecondes après sa création, jusqu'à aujourd'hui. Selon elle, l'univers était, il y a 13,7 milliards d'années, une particule infiniment petite, plus petite encore qu'un atome.

Sa densité dépassait tout ce que l'on connaîtaujourd'hui.

Pour une raison que la théorie n'explique pas, cette particule a explosé, provoquant une extension de son contenu à une vitesse dépassant celle de lalumière.

En effet, il n'existait pas d'air en dehors de cette bulle, la matière pouvait donc se déplacer sans aucun frottement.

D'ailleurs, les scientifiques disentaujourd'hui que « Big-bang » est une erreur d'appellation car, ce n'était ni grand ni bruyant, le manque d'air ne permettait pas la diffusion du son. Aujourd'hui cette théorie est fondée sur trois piliers principaux : Premièrement, Edwin Hubble remarque en 1929 que les galaxies s'éloignent les unes des autres, ce qui confirme l'idée que l'univers est en continuelle expansiondepuis le Big-bang.

Deuxièmement, nous remarquons dans les années 60 que la répartition et l'abondance des atomes de l'univers sont précisément celles que prédit la théorie del'univers, (75% H ; 24% He et 1% éléments lourds*) selon laquelle seuls les atomes les plus légers (hydrogène et hélium) existaient dès le début de l'Univers, alorsque les atomes plus lourds se sont formés bien plus tardivement.

Troisièmement, une découverte plus récente nous amène à dire que le Big bang est toujours en activité aujourd'hui et est observable par le fait que l'univers entier. »