Le cosmos contemporain : la matière
Au fur et à mesure que l’Univers refroidit, la matière se complexifie
Après le Big Bang, la température de l’Univers ne va cesser de décroître tandis que la matière va graduellement s’organiser de façon de plus en plus complexe. Ainsi, à grande échelle, le cosmos est d’abord peuplé d’un gaz homogène composé essentiellement d’éléments chimiques légers.
Petit à petit, ce «gaz universel» va se fragmenter en nuages qui vont, sous l’effet de la force de gravité, s’agglutiner pour former de grosses boules de gaz qui vont se réchauffer jusqu’à ce que la température atteigne une dizaine de millions de degrés, ce qui va déclencher des réactions nucléaires : c’est la naissance des premières étoiles. C’est à partir de cette époque, soit environ 400 millions d’années après le Big Bang, que l’Univers cesse d’être sombre et commence à se peupler d’étoiles qui vont se regrouper en galaxies.
C’est au cœur de ces étoiles (et de toutes les étoiles depuis) que les éléments chimiques plus lourds, comme le carbone, l’oxygène, la silice et le fer par exemple, vont peu à peu se former à la suite des réactions nucléaires. Une fois relâchés dans l’espace, lors de la fin de la vie des étoiles, ces éléments chimiques « neufs » vont enrichir les nuages de gaz interstellaires. Ceux-ci vont ensuite à leur tour, sous l’impulsion de la force de gravité, se regrouper pour donner naissance à une nouvelle génération d’étoiles.
Le cycle de vie des étoiles est ainsi responsable de l’enrichissement de l’Univers en éléments chimiques de toutes sortes. Sous certaines conditions, dans l’espace, des atomes vont même se combiner les uns aux autres pour former des molécules simples et complexes, comme des acides aminés.
Certaines étoiles, lors de leur formation, vont même se doter de planètes. Certaines seront telluriques, c’est-à-dire principalement composées de métal et de roche, comme la Terre et Mars, d’autres seront surtout faites de gaz, comme Jupiter et Saturne, tandis que certaines seront en grande partie faites de glace, comme c’est probablement le cas pour Pluton.
Le cas de la Terre est toutefois particulier. L’eau peut y exister sous forme liquide et grâce à elle, des molécules organiques (c’est-à-dire composées d’atomes de carbone) sont parvenues à atteindre un niveau d’organisation suffisamment élevé pour permettre à la vie d’émerger. Ce nouveau type d’organisation, dans ce que l’on pourrait appeler la pyramide de la complexité, demeure une des étapes les plus importantes de l’organisation de la matière de l’Univers : on passe en effet de la matière inanimée à la matière animée.
À l’heure actuelle, nous savons encore peu de choses sur les conditions entourant la naissance de la vie sur Terre, sinon qu’elle semble être apparue il y a 3 milliards 800 millions d’années. Une chose est toutefois assurée: certaines molécules organiques ont conduit à la formation des premières cellules puis, il y a environ 1 milliard 200 millions d’années, aux organismes multicellulaires. Aujourd’hui, certains êtres vivants d’une complexité inimaginable, composés de centaines de milliards de cellules, sont même capables de s’interroger sur les grandes énigmes de l’Univers!
