L’Univers est né d’un cataclysme originel appelé Big Bang, il y a 15 milliards d’années. C’est du moins la théorie la plus couramment admise. Cette hypothèse énoncée pour la première fois par l’Abbé Lemaître dans les années 20 fut reprise par Gamow à la fin des années 40. La découverte fortuite du rayonnement fossile à 3 K en 1965 a apporté un fort soutien à cette hypothèse.

A l'origine, l'Univers est extraordinairement dense, chaud et empli uniquement d'energie. Retraçons la chronologie des différentes phases qui en ont fait ce que nous connaissons aujourd'hui. Avant 10^-43 s, la physique est incapable de dire ce qu’il s’est passé. Tenter d’imaginer l’Univers avant cette date n’est donc que pure conjecture. C’est pour cela que les scientifiques parlent d’émergence plutôt que de naissance, car on ne peut savoir ce qui existait auparavant, ni même l’imaginer.

Au début, les phases s’enchaînent à toute vitesse. A mesure que le temps passe, l’Univers se dilate et sa température diminue. Les quatre forces fondamentales (gravité, force électromagnétique, forces nucléaires forte et faible), qui étaient jadis une seule et même force, se séparent. Au bout de 10^-32 s (soit un cent millième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde), l’Univers passe par une phase de dilatation extraordinaire. Durant ce très petit laps de temps, il gonfle d’un facteur 10⁴³ (soit dix millions de milliards de milliards de milliards de milliards de fois ! ). Enfin, la dilatation se calme. Au bout d’un dix millième de seconde, les particules lourdes apparaissent (protons, neutrons, etc.), puis vient, une seconde plus tard, le tour des particules légères (électrons, neutrinos, etc.). L’Univers est encore à une température d’un milliard de Kelvin.

L’Univers est alors composé de particules et d’antiparticules (ce sont des particules identiques à la matière mais ayant une charge électrique opposée). Or, matière et antimatière ne peuvent cohabiter : dès qu’elles sont misent en contact l’une de l’autre, elles s’annihilent en émettant des particules et des antiparticules. Jusqu'au moment où la température est trop faible pour donner naissance à autre chose que des photons. La matière est en léger excès et une fois toutes les désintégrations particules-antiparticules survenues, il ne reste plus que la matière normale qui constitue l’Univers que nous connaissons encore aujourd'hui.

Au bout de trois minutes, l’Univers est devenu suffisamment froid pour que les premiers noyaux atomiques se forment et survivent. La quasi-totalité (99 %) de la matière qui emplit notre Univers actuel se forme à ce moment-là.

Il faut encore se montrer patient et attendre un million d’années avant que les atomes proprement dits (entourés d’un nuage d’électron) apparaissent, profitant de la baisse de température : celle-ci n’est plus que de 10 000 K. L’Univers devient alors transparent : les photons peuvent aisément se déplacer sans être sans cesse absorbés et ré-émis par les atomes.

A partir des très faibles hétérogénéités de l’Univers primordial, de vastes zones un peu plus denses se forment : ce sont les embryons des galaxies dans lesquelles des étoiles vont patiemment naître.

Il reste encore à déterminer l’avenir de l’Univers : va-t-il croître, se stabiliser ou se contracter à nouveau ? Même s’il est encore trop tôt pour en avoir la certitude, il semble qu’il soit en phase de stabilisation.