Atome primordial

A.1931-1

Georges Lemaître est nommé chargé de cours à l’Université catholique de Louvain en 1925. Il écrit un article qui paraît en 1927 dans les Annales de la Société scientifique de Bruxelles sous le titre “Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques”. Il y présente une toute nouvelle conception : l’expansion physique de l’Univers. Cette même année 1927, il présente au MIT sa thèse de doctorat sur “The gravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory of relativity”. Il est alors reçu Doctor of Philosophy et nommé ensuite professeur ordinaire à l’Université catholique de Louvain. En 1931, Lemaître est invité à Londres. C’est là qu’il propose l’hypothèse du début singulier de l’univers en expansion et lance l’idée de “l’Atome primitif”. Cette proposition provoque une réaction très vive parmi la communauté scientifique de l’époque.

Récemment, il est apparu que la radioactivité, loin d’être un phénomène spécial à quelques familles de corps était un phénomène tout à fait général.

Il n’y a pas que le qui soit un élément stable produit par produit par la d’un corps radioactif. […] L’hypothèse suivant laquelle tous les corps actuels résultent de transformations radioactives a trouvé récemment un certaine base expérimentale.

[…]

Les transformations radioactives donnent un exemple de transformation irréversible où un atomique se brise en neuf fragments ; pulvérisation de l’énergie primitivement condensé. […] Ces considérations conduisent à envisager comme condition initiale d’où l’univers actuel a pu évoluer par le jeu des lois physiques et mécaniques connues ce que j’ai appelé l’hypothèse de l’atome primitif.

D’après cette hypothèse, l’univers aurait commencé dans un état où l’énergie totale était condensée en un seul quatum, en un seul paquet d’énergie qui ne peut se représenter autrement que comme un noyau atomique.

La tendance de la matière à se pulvériser ne serait ici autre chose que l’instabilité radioactive de l’atome primitif. Les fragments eux-mêmes radioactifs, se désintégraient à leur tour comme le font les membres successifs des membres successifs des familles de corps radioactifs. La fragmentation s’est arrêtée lorsqu’on arrive aux éléments stables, ou à des corps de longue vie moyenne, comme l’uranium.

L’atome primitif ne doit pas être considéré comme un trans-uranien. Ce peut-être un isotope de masse extrêmement grande des corps actuels, et même plus probablement du neutron.

Georges Lemaître, “L’hypothèse de l’atome primitif. d’une cosmologie” publié à Neuchâtel par les éditions du Griffon. 1946.

https://articles.adsabs.harvard.edu//full/1949PLAGL..12D…1L/0000049.000.html

Image : Deux manuscrits de Georges Lemaître. Après avoir découvert, indépendamment de Friedmann, les solutions cosmologiques non statiques de la relativité générale, Lemaître a proposé en 1931 son modèle de “l’atome primitif”, dans lequel l’ et le prennent naissance dans une singularité initiale. Cette solution, à peine modifiée, sert de référence aux actuels modèles de big bang.
A gauche, graphique de la main de Lemaître en 1927, pour illustrer l’évolution de l’Univers en fonction de la densité de l’Univers. A droite, manuscrit de son article sur l’atome primitif.
Université de Louvain, Archives Lemaître
un seul atome « dont le poids atomique est la masse de l’univers entier »

 

https://www.persee.fr/doc/rhs_0151-4105_1975_num_28_1_1127

Ylem est le nom donné par à la substance fondamentale d’où procédait toute matière.

Le terme a été repris au XXe siècle par George Gamow (physicien d’origine russe émigré aux États-Unis en 1936) pour désigner l’œuf primordial, la gouttelette de matière condensée d’une densité et d’une température extrêmement élevées qui, d’après Georges Lemaître (chanoine et cosmologue belge d’entre les deux guerres) aurait donné naissance à l’univers. Ces considérations préludèrent à l’actuelle théorie décrivant la génèse de l’univers, le Big Bang.

Le , avec son étudiant Ralph Alpher, il publie un article capital sur la des éléments au cours des premières phases de l’expansion de l’Univers, participant ainsi à l’élaboration de la théorie du Big Bang. Gamow, assisté d’Alpher, décrit l’univers d’origine, le Ylem, comme une « soupe dense de neutrons et de protons ». Ils démontrent que les quantités actuelles d’hydrogène et d’hélium dans l’univers peuvent être expliquées par les réactions nucléaires qui ont eu lieu durant le Big Bang.

Peu après, Alpher et Robert Herman prédisent que la rémanence du Big Bang aurait refroidi après des milliards d’années pour remplir l’univers avec un rayonnement persistant aux alentours des 5 degrés au-dessus du zéro absolu. Finalement, l’observation effective de ce fond diffus cosmologique par Arno Penzias et Robert Wilson en 1964 fournit une confirmation de la théorie du Big Bang3.

https://fr.wikipedia.org/wiki/George_Gamow

http://archivesgamma.fr/2022/03/17/atome-primordial