Histoire et chronologie de l'Universvignette|upright=1.5|Schéma simplifié des principales étapes de la formation de l'Univers.1- Big Bang.2- Ère de l'inflation.3- Découplage de l'interaction forte et faible et formation des particules.4- Formation des étoiles et galaxies. Lhistoire et la chronologie de l'Univers décrit l'évolution de l’Univers en s'appuyant sur le modèle standard de la cosmologie, fondé sur le modèle cosmologique du Big Bang et les recherches en cosmologie et en astronomie. Selon plusieurs estimations, l'âge de l'Univers serait d'environ d'années.
Universvignette|redresse=1.8|Représentation à l'échelle logarithmique de l'Univers observable. Au centre figure le Système solaire et, à mesure qu'on s'en éloigne, les étoiles proches, le bras de Persée, la Voie lactée, les galaxies proches, le réseau des structures à grande échelle, le fond diffus cosmologique et, à la périphérie, le plasma invisible du Big Bang. L'Univers, au sens cosmologique, est l'ensemble de tout ce qui existe, décrit à partir d'observations scientifiques et régi par des lois physiques.
Inflationary epochNOTOC In physical cosmology, the inflationary epoch was the period in the evolution of the early universe when, according to inflation theory, the universe underwent an extremely rapid exponential expansion. This rapid expansion increased the linear dimensions of the early universe by a factor of at least 1026 (and possibly a much larger factor), and so increased its volume by a factor of at least 1078. Expansion by a factor of 1026 is equivalent to expanding an object 1 nanometer (10−9 m, about half the width of a molecule of DNA) in length to one approximately 10.
Timeline of the early universeThe timeline of the early universe outlines the formation and subsequent evolution of the Universe from the Big Bang (13.799 ± 0.021 billion years ago) to the present day. An epoch is a moment in time from which nature or situations change to such a degree that it marks the beginning of a new era or age. Times on this list are measured from the moment of the Big Bang. c. 0 seconds (13.799 ± 0.021 Gya): Planck epoch begins: earliest meaningful time.
Énergie noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données obtenues par le satellite Planck. L'énergie noire en serait la composante principale. En cosmologie, lénergie noire ou énergie sombre (dark energy) est une forme d'énergie hypothétique remplissant uniformément tout l'Univers et dotée d'une pression négative, elle se comporte comme une force gravitationnelle répulsive.
Scalar field theoryIn theoretical physics, scalar field theory can refer to a relativistically invariant classical or quantum theory of scalar fields. A scalar field is invariant under any Lorentz transformation. The only fundamental scalar quantum field that has been observed in nature is the Higgs field. However, scalar quantum fields feature in the effective field theory descriptions of many physical phenomena. An example is the pion, which is actually a pseudoscalar.
Formation des structuresLa formation des structures est le processus primordial de genèse des structures de l'observable actuel à partir d'un état dense, chaud et surtout quasiment uniforme. Comprendre ce passage de l'homogène et uniforme à une grande diversité de structures est un enjeu fondamental en cosmologie.
Inflation cosmiquevignette |upright=1.5 |Inflation cosmique (en beige), avant seconde. L'inflation cosmique est un modèle cosmologique s'insérant dans le paradigme du Big Bang lors duquel une région de l'Univers comprenant l'Univers observable a connu une phase d'expansion très rapide qui lui aurait permis de grossir d'un facteur considérable : au moins 10 en un temps extrêmement bref, compris entre 10 et 10 secondes après le Big Bang. Ce modèle cosmologique offre une solution à la fois au problème de l'horizon et au problème de la platitude.
Équations de FriedmannLes équations de Friedmann-Lemaître sont les équations de la relativité générale (appelées équations d'Einstein) écrites dans le contexte d'un modèle cosmologique homogène et isotrope, ce dernier étant représenté par une métrique de Robertson-Walker. Elles régissent donc l'évolution du taux d'expansion de l'Univers et par suite de la distance entre deux astres lointains (le facteur d'échelle) et en fonction du temps appelé dans ce contexte temps cosmique.
Effective actionIn quantum field theory, the quantum effective action is a modified expression for the classical action taking into account quantum corrections while ensuring that the principle of least action applies, meaning that extremizing the effective action yields the equations of motion for the vacuum expectation values of the quantum fields. The effective action also acts as a generating functional for one-particle irreducible correlation functions.
Théorie quantique des champsvignette|296x296px|Ce diagramme de Feynman représente l'annihilation d'un électron et d'un positron, qui produit un photon (représenté par une ligne ondulée bleue). Ce photon se décompose en une paire quark-antiquark, puis l'antiquark émet un gluon (représenté par la courbe verte). Ce type de diagramme permet à la fois de représenter approximativement les processus physiques mais également de calculer précisément leurs propriétés, comme la section efficace de collision.
Théorie effectiveLa théorie quantique des champs fournit une procédure systématique permettant de calculer de façon perturbative toutes les observables d'une théorie (c'est-à-dire les fonctions de corrélation entre les différents opérateurs quantifiés de la théorie) étant donné son Lagrangien microscopique. Les degrés de liberté de la théorie étant classés selon leur masse, il apparaît que pour des énergies d'observation faibles, la contribution dominante aux observables provient des excitations les plus légères (on dit que seuls ces degrés de liberté sont visibles) et que la contribution des excitations plus massives joue le rôle de correction au résultat fourni par les excitations visibles.
Expansion de l'Universdroite|redresse=1.2|vignette|L'expansion de l'Univers imagée par le gonflement d'un gâteau aux raisins. En cosmologie, l'expansion de l'Univers est le nom du phénomène qui voit à grande échelle les objets composant l'Univers (galaxies, amas...) s'éloigner les uns des autres. Cet écartement mutuel, que l'on pourrait prendre pour un mouvement des galaxies dans l'espace, s'interprète en réalité par un gonflement, une dilatation, de l'espace lui-même, les objets célestes étant de ce fait amenés à s'éloigner les uns des autres.
Matière noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
Forme de l'Universthumb|Les trois formes possibles de l'Univers (voir l'article courbure spatiale). Le modèle le plus probable en 2016 est celui de l'Univers plat. Le terme "forme de l'Univers", en cosmologie, désigne généralement soit la forme (la courbure et la topologie) d'une section spatiale de l'Univers (« forme de l'espace-temps »), soit, de façon plus générale, la forme de l'espace-temps tout entier. Selon les observations astronomiques, l'Univers apparaît plat, avec toutefois une marge d'erreur de 0,4 %.
Equation of state (cosmology)In cosmology, the equation of state of a perfect fluid is characterized by a dimensionless number , equal to the ratio of its pressure to its energy density : It is closely related to the thermodynamic equation of state and ideal gas law. The perfect gas equation of state may be written as where is the mass density, is the particular gas constant, is the temperature and is a characteristic thermal speed of the molecules. Thus where is the speed of light, and for a "cold" gas.
InflatonL'inflaton, également appelé « faux vide » ou « champ scalaire primordial », est la forme d'une matière hypothétique responsable de l'inflation cosmique, cette époque où l'Univers a grandi de façon colossale. Du point de vue de la physique des particules, il s'agit d'un hypothétique champ scalaire, à l'instar du champ de Higgs électrofaible, mais qui est doté d'une dynamique très différente. Le terme « inflaton » suit le style de dénomination typique d'autres particules quantiques (comme le photon, le gluon, le boson et le fermion), et dérive du mot inflation.
Univers observableL'Univers observable est, en cosmologie, la partie visible de notre Univers. Il est donc une boule dont la limite est située à l'horizon cosmologique et dont la Terre constitue le centre. C'est ainsi une notion relative, d'autres observateurs situés ailleurs dans l'Univers n'ont pas la même boule observable, mais une similaire de même rayon.
Eternal inflationEternal inflation is a hypothetical inflationary universe model, which is itself an outgrowth or extension of the Big Bang theory. According to eternal inflation, the inflationary phase of the universe's expansion lasts forever throughout most of the universe. Because the regions expand exponentially rapidly, most of the volume of the universe at any given time is inflating. Eternal inflation, therefore, produces a hypothetically infinite multiverse, in which only an insignificant fractal volume ends inflation.
Ère des quarksEn cosmologie primordiale, l'ère des quarks est la période de l'Univers primordial qui succède à l'ère électrofaible et précède l'ère hadronique. Elle a commencé 10 seconde () après le Big Bang et s'est terminée 10 seconde après (). Pendant ce temps, la température moyenne de l'Univers s'est abaissée d'environ 10 à . Le début de l'ère des quarks est caractérisé par la séparation de l'interaction électrofaible en une interaction faible et une interaction électromagnétique.
