Ère des photons
En cosmologie primordiale, l'ère des photons est une période de l'Univers primordial qui serait située entre l'ère leptonique et l'âge sombre. Cette période commence à 10 secondes après le Big Bang par la formation et la domination des photons, à la suite de l'annihilation des leptons et des antileptons.

Durant cette ère, a lieu la nucléosynthèse primordiale donnant lieu à un plasma primordial opaque et en équilibre thermique, dont les inhomogénéités sont à l'origine des structures à grande échelle de l'Univers.

Elle se termine par la fusion des électrons et noyaux en atomes,  après le Big Bang, lors de la grande recombinaison.

Chronologie 

L'ère de leptons a laissé l'univers rempli de leptons et anti-leptons en équilibre, qui ne cessent de se créer et s'annihiler. Dix secondes après le Big-Bang, la température de l'univers décroit suffisamment pour que les créations ne puissent plus se faire, aboutissant à une véritable annihilation des paires, produisant des photons de haute énergie, et un résidu de leptons (environ un milliard de photons pour un lepton). L'univers est alors dominé par les photons, et c'est le début de l'ère des photons qui va durer jusqu'au découplage du rayonnement, provoquant la grande recombinaison,  après le Big-Bang.

Durant cette ère, a lieu la nucléosynthèse primordiale, entre 10 secondes et 20 mn après le Big-Bang, créant principalement des noyaux de deutérium, d'hélium 3 et d'hélium et des traces d'autres éléments. 

Environ  après le Big-Bang, l'univers étant en expansion, la densité d'énergie des photons devient inférieure à la densité d'énergie de la matière. Du fait de l'expansion, la longueur d'onde des photons augmente et donc leur énergie diminue (Relation de Planck-Einstein), changeant les rapports de densité d'énergie. Cette période de l'ère des photons devient "dominée par la matière", même si en nombre les photons dominent largement.

Cette époque prend fin quand la température de l'univers descend en dessous de , permettant aux électrons de former des atomes avec les noyaux, débutant l'ère de la grande recombinaison,  après le Big-Bang.

Plasma primordial 

À cette époque, les électrons, présents parmi les leptons résiduels, circulent librement dans l'Univers et sont à l'origine de la principale source d'interaction entre matière et lumière, par l'intermédiaire de la diffusion Thomson. Ce couplage entre lumière et matière est fort, ce qui a pour effet que l'univers est alors en équilibre thermique. Cela explique le rayonnement du corps noir - typique d'un équilibre thermique - constituant le fond diffus cosmologique émis lors de la recombinaison.

Ce même couplage et processus de diffusion, semblable à celui du brouillard, rend aussi l'Univers opaque au rayonnement et à la lumière. Ainsi, le libre parcours moyen des photons est très faible : ils sont diffusés par la « brume d'électrons » libres.

Cet état de la matière où les électrons sont dissociés des noyaux et en interaction avec des photons est appelé état plasma et on parle souvent de cette époque sous le terme de plasma primordial. Ce plasma est alors composé d'un mélange de noyaux légers issus de la nucléosynthèse primordiale, de leptons (principalement des électrons), de photons et probablement de matière noire.

C'est dans ce plasma primordial qu'ont eu lieu les oscillations acoustiques baryoniques, produisant des inhomogénéités du plasma responsables des structures à grande échelle de l'Univers.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 
 Photon
 Histoire de l'Univers

Liens externes 

Cosmologie physique
Histoire de l'Univers
En cosmologie primordiale , l' ère de les photons est une période de l' Univers primordial qui serait située entre l' ère leptonique et l' âge sombre . Cette période commence àsecondes après le Big Bang par la formation et la domination de les photons , à la suite de l' annihilation de les leptons et de les antileptons . Durant cette ère , a lieu la nucléosynthèse primordiale donnant lieu à un plasma primordial opaque et en équilibre thermique , dont les inhomogénéités sont à l' origine de les structures à grande échelle de l' Univers . Elle se termine par la fusion de les électrons et noyaux en atomes , après le Big Bang , lors de la grande recombinaison . Chronologie L' ère de leptons a laissé l' univers rempli de leptons et anti-leptons en équilibre , qui ne cessent de se créer et s' annihiler . Dix secondes après le Big-Bang , la température de l' univers décroit suffisamment pour que les créations ne puissent plus se faire , aboutissant à une véritable annihilation de les paires , produisant de les photons de haute énergie , et un résidu de leptons ( environ un milliard de photons pour un lepton ) . L' univers est alors dominé par les photons , et c' est le début de l' ère de les photons qui va durer jusqu' à le découplage de le rayonnement , provoquant la grande recombinaison , après le Big-Bang . Durant cette ère , a lieu la nucléosynthèse primordiale , entresecondes etmn après le Big-Bang , créant principalement de les noyaux de deutérium , d' héliumet d' hélium et de les traces d' autres éléments . Environ après le Big-Bang , l' univers étant en expansion , la densité d' énergie de les photons devient inférieure à la densité d' énergie de la matière . De le fait de l' expansion , la longueur d' onde de les photons augmente et donc leur énergie diminue ( Relation de Planck-Einstein ) , changeant les rapports de densité d' énergie . Cette période de l' ère de les photons devient " dominée par la matière " , même si en nombre les photons dominent largement . Cette époque prend fin quand la température de l' univers descend en dessous de , permettant à les électrons de former de les atomes avec les noyaux , débutant l' ère de la grande recombinaison , après le Big-Bang . Plasma primordial À cette époque , les électrons , présents parmi les leptons résiduels , circulent librement dans l' Univers et sont à l' origine de la principale source d' interaction entre matière et lumière , par l' intermédiaire de la diffusion Thomson . Ce couplage entre lumière et matière est fort , ce qui a pour effet que l' univers est alors en équilibre thermique . Cela explique le rayonnement de le corps noir - typique d' un équilibre thermique - constituant le fond diffus cosmologique émis lors de la recombinaison . Ce même couplage et processus de diffusion , semblable à celui de le brouillard , rend aussi l' Univers opaque à le rayonnement et à la lumière . Ainsi , le libre parcours moyen de les photons est très faible \ : ils sont diffusés par la « brume d' électrons » libres . Cet état de la matière où les électrons sont dissociés de les noyaux et en interaction avec de les photons est appelé état plasma et on parle souvent de cette époque sous le terme de plasma primordial . Ce plasma est alors composé d' un mélange de noyaux légers issus de la nucléosynthèse primordiale , de leptons ( principalement de les électrons ) , de photons et probablement de matière noire . C' est dans ce plasma primordial qu' ont eu lieu les oscillations acoustiques baryoniques , produisant de les inhomogénéités de le plasma responsables de les structures à grande échelle de l' Univers . Notes et références Voir aussi Articles connexes Photon Histoire de l' Univers Liens externes Cosmologie physique Histoire de l' Univers