Composition de l’univers, de quoi le monde qui nous entoure est-il fait ?

Qu’est ce que l’univers, quel est sa structure? Voilà des questions qui ont suscité l’intérêt des hommes depuis des siècles. L’être humain est curieux par nature, il a toujours cherché à savoir, à comprendre, de quoi était fait le monde qui l’entoure.

Mais malgré les formidables avancées scientifiques, vous allez voir tout au long de cet article, que l’univers garde une très grande part de mystère.

Tout d’abord, il faut savoir que l’étude de l’univers est intimement liée à la physique des particules. Cette physique tend à comprendre l’origine de l’univers, son évolution et sa composition.

Cependant, s’interroger sur la composition de l’univers, génère une réponse assez problématique, car la science est incapable de répondre pleinement à cette question. C’est un vaste sujet d’étude dont les énigmes les plus importantes restent à élucider.

Toutefois, nous pouvons tout de même apporter quelques éléments de réponse concernant le développement de notre univers.

Mais avant de poursuivre, il faut avant tout se poser la question: qu’est ce que l’univers ?

Qu’est-ce que l’univers ?

Par définition, l’univers désigne l’ensemble de tout ce qui existe, de tout ce que nous pouvons distinguer.

Si l’on devait faire une liste de ce qui compose l’univers, elle comprendrait tous les objets et tout ce qui compose ces objets. Sur ce point, une telle liste peut vite s’avérer infinie. (les étoiles, les planètes, les comètes, la poussière, les arbres, les bois etc…)

Toutefois, pour simplifier cette liste, il existe le tableau périodique des éléments. Ce tableau décrit tous les éléments qui composent notre univers. De ce fait, la liste infinie d’objets qui constituent l’univers, se résume en une centaine de briques élémentaires composant le tableau périodique des éléments.

Or, notre univers fonctionne à l’image d’un jeu de construction. Partant de ce fait, avec seulement quelques briques élémentaires vous pouvez construire une multitude de choses.

Ce principe organisateur, où des objets complexes se composent d’éléments simples, nous permet de mieux comprendre le monde qui nous entoure.

De quoi notre univers est-il composé ?

De nos jours, et grâce à la technologie, nous sommes allés bien au-delà du tableau périodique des éléments. Nous sommes désormais capables de disséquer les atomes et ainsi, de mieux appréhender la composition de notre univers.

Tout d’abord, un atome est un noyau entouré d’un nuage d’électrons. Ce noyau se compose de protons et de neutrons.

Toutefois, les chercheurs sont allés plus loin dans l’analyse de ces particules. En effet, il s’avère que les protons et les neutrons sont composés de quarks qui sont répertoriés en quarks up et quarks down.

Tout cela nous mène au fait, qu’avec seulement deux types de quarks (up et down) et l’électron, nous pouvons construire n’importe quel représentant d’un élément du tableau périodique.

Sur ce point, la liste des ingrédients qui composent l’univers est passée d’une liste d’éléments infinis, puis à la centaine d’éléments du tableau périodique, pour au final se retrouver avec seulement 3 particules.

Il existe d’autres particules dans notre univers.

Les scientifiques ont réalisé un travail formidable pour décrire la matière qui compose l’univers.

Toutefois, il existe d’autres particules en plus de l’électron et des deux quarks. Bien que ces trois dernières particules suffisent à la matière dîtes « normales », il existe neuf autres particules de matière et cinq autres transmettant des forces.

Certaines ont des caractéristiques particulières, comme le neutrino une particule fantomatique capable de traverser kilomètres et des kilomètres de matériaux très denses comme le plomb, et cela sans interagir avec une seule de ses particules.

Bien que nous ayons une certaine connaissance sur la matière, celle-ci conserve tout de même une grande part de mystère.

Par exemple, nous n’avons aucune idée du rôle joué par certaines particules de matière.

Tableau des particules élémentaires du modèle standard qui composent notre univers.

Si l’on répertorie les particules de matière (les fermions) découvertes jusqu’à présent, elles sont au nombre de 12. Soit 6 quarks et 6 leptons.

Autrement dit, les quarks et les leptons sont les deux types de particules élémentaires existantes. Il est à noter que les quarks sont sensibles à la force d’interaction nucléaire forte, à l’inverse des leptons. Il y a également des Bosons qui sont des particules de forces fondamentales.

Conformément au tableau, les particules formant la matière de tous les jours se trouvent dans la première colonne (Quarks up, down et électron).

En revanche la troisième particule de la première colonne, le neutrino, se déplace à travers le cosmos à l’image d’un fantôme sans interagir avec quoi que ce soit.

Chaque colonne possède les mêmes propriétés que la précédente, mais avec une masse plus élevée. Ainsi, chacune de ces colonnes est appelée une génération.

Toutefois, les physiciens s’accordent à dire qu’il n’y a que trois générations de particules. La découverte du Boson de Higgs a exclu l’hypothèse d’une quatrième génération.

À quoi servent toutes les particules qui composent l’univers ?

Il y a quelques décennies, le tableau des particules élémentaires était incomplet. Grâce au collisionneur de particules, les physiciens ont pu compléter ce tableau en découvrant de nouveaux grains de matière.

Pourtant, seulement trois particules suffisent à l’élaboration d’un atome. Pourquoi des particules supplémentaires ?

Tout simplement parce que les huit autres fermions ne s’observent que dans des conditions particulièrement énergétiques comme dans un accélérateur de particules. Dans ces conditions, ces fermions se désintègrent rapidement pour se transformer en une particule plus stable, ce qui rend leur étude assez difficile.

Par conséquent, nous n’avons pas la moindre idée de leur utilité.

Quant aux particules de forces fondamentales, elles résultent de l’échange de particules porteuses de force qui appartiennent à une famille plus vaste appelée les « bosons ».

Ainsi, les particules de matière transfèrent des quantités discrètes d’énergie en s’échangeant des bosons.

Chaque force fondamentale a son boson correspondant : la force forte est véhiculée par le gluon, la force électromagnétique par le photon, tandis que les bosons W et Z sont responsables de la force faible.

Bien qu’il n’ait pas encore été observé, le « graviton » pourrait être la particule porteuse de la gravité.

Cependant, nous sommes en mesure d’expliquer comment les particules se combinent pour donner des atomes, servant à fabriquer des molécules puis des objets.

En revanche, nous ne savons pas pourquoi les choses sont faites comme ça. Notre univers est-il le seul à fonctionner selon ces principes ?

Et s’il y avait autre chose que de la matière ordinaire dans l’univers ?

La description de l’univers faite jusqu’à présent reste néanmoins incomplète. Le tableau des particules élémentaires ne constitue en fait qu’une infime partie de l’univers.

En effet, tout ce que nous qualifions de matière « ordinaire » parce que c’est la seule que nous connaissons, est en fait assez inhabituel.

Car matière et énergie comprise ne représentent au final que 5% de l’univers. Le reste se divise en deux choses, l’une baptisée matière noire, qui comprendrait 27% de l’univers, et les 68% restant sont assez énigmatiques.

En effet, 68% de notre univers contiendraient l’énergie noire. Cette énergie serait la raison de l’expansion de l’univers.

Par ailleurs, parmi les 5% de l’univers que nous connaissons, composé de matière « ordinaire », il reste une quantité de choses non résolue. C’est la raison pour laquelle les physiciens travaillent sur de grands collisionneurs de particules.

Par conséquent, il reste une beaucoup de choses à découvrir sur la composition de notre univers. La bonne nouvelle c’est que les scientifiques ont conscience d’en savoir très peu, et cela leur permet de savoir vers où orienter les recherches.

Pourrons-nous un jour, répondre à la question, qu’est ce que l’univers ?

De nombreuses découvertes ont révolutionné notre vision du monde en nous montrant que celle-ci était biaisée.

C’est le cas pour la Terre plate, le soleil au centre de l’univers, un univers fait uniquement d’étoiles et de planètes….Toutes ces idées, jugées comme raisonnable pour leur époque, sont totalement erroné.

Sur ce point, il est presque certain que de nouvelles idées viendront bousculer nos idées les plus établies. Tout comme nos théories les plus insolites, telles que l’univers holographique ou encore la théorie de la simulation seront peut être un jour accueillie comme une réalité.

Un documentaire très bien vulgarisé sur le même sujet, présenté par le physicien Brian Green « La magie du cosmos: Qu’est ce que l’espace ? »

Source : article inspiré du livre « Tout ce que nous ne savons pas encore » Un ouvrage formidable pour mieux comprendre notre univers.

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