Matière / antimatière au bigbang

Ptit nouveau Nombre de messages : 2 Date d'inscription : 19/05/2009

Je suis assez étonné par l'explication admise sur le déséquilibre matière / antimatière.

A ce que j'en ai lu, "on" l'explique par le fait que pendant le big-bang,
- il y avait eu une chance sur 1 milliard de générer une particule de matière de plus que d'antimatière,
- sachant que l'antimatière générée s'empresse d'annihiler autant de particules de matières pour générer de l'énergie
- qui est recyclée en génération de particules de matière et d'antimatière...
=> Sauf que toute particule de matière surnuméraire se retrouve exclue de la recombinaison suivante.

Ce qui permettrait de conclure que notre univers ne contient donc que 1/1000000000 des particules créées durant le big-bang.

Je suis informaticien, quand j'ai lu cette explication, j'ai pensé à un processus récursif ayant 1 chance sur 1 milliard de générer 1 particule de matière résiduelle à chaque itération.

Cela signifie qu'il y a aura, à terme de l'épuisement de l'énergie disponible, beaucoup plus que 1 particule de matière résiduelle !

Si on itère les créations/annihilations suffisamment longtemps pour qu'il apparaisse 1 première particule de matière surnuméraire, l'énergie disponible pour continuer aura "perdu" cette quantité "immobilisée", plus un reliquat en photons qui emportent de l’énergie avec eux.

Mais l'énergie résiduelle permet de continuer le cycle, suffisamment longtemps (1 chance sur 1 milliard) pour générer une autre particule de matière de plus que d'antimatière, qui vient s’ajouter aux excédents de matière... et ainsi de suite jusqu'à épuisement et dissipation de l'énergie disponible pour itérer.

Où est-ce que je me suis gourré ?

L'approche statistique n'est pas la meilleure pour appréhender le problème. Aucun choix n'intervient : ce n'est pas comme si l'énergie avait la possibilité de devenir particule de matière ou particule d'antimatière, avec un excédent de probabilité pour la matière.

A l'origine, l'énergie s'est matérialisée en couples comportant une particule de matière et son alter-ego d'antimatière. Dans le même temps, ces couples pouvaient également s'annihiler et boucler le processus en sens inverse. Cette première étape est celle d'un équilibre entre matérialisation de l'énergie en paires particule-antiparticule et annihilation de ces mêmes paires en énergie.

Ensuite, l'Univers s'étendant et son volume augmentant, l'énergie totale, essentiellement sous forme de photons (lumière) s'est diluée. A petite échelle, c'est-à-dire celle de la matérialisation des paires de particules, il n'y avait plus assez d'énergie disponible. L'équilibre fut alors rompu, et la réaction a pris un sens unique : celui de l'annihilation des particules.

Mais il se trouve que les particules, une fois matérialisées, n'attendent pas de rencontrer l'antiparticule qui leur correspond et disparaître aussitôt. Certaines particules sont en fait instables, et se transforment avant d'avoir pu s'annihiler avec une antiparticule. Et il se trouve que cette instabilité ne concerne pas la matière et l'antimatière de la même manière. Certaines particules instables, quand elles se désintègrent, génèrent plus de déchets "matériels" que de déchets "antimatériels". C'est à cela que tient l'asymétrie matière/antimatère : ni l'une ni l'autre n'est apparue en excédent ; elles ne se comportent pas tout à fait de la même manière une fois apparues.

Le milliardième d'excédent matériel est ce qui n'a pas pu "trouver sa corde au cou" après la rupture de l'équilibre et l'annihilation entre particules et antiparticules. L'énergie représentant un milliard de fois la quantité de matière présente dans l'Univers est toujours présente, puisque l'énergie se conserve. Elle existe sous forme de photons, à raison d'environ 400 par centimètres cube. Il suffit d'avoir une idée du nombre de centimètres cube qu'il y a dans l'Univers pour deviner le nombre total de photons.

(Ecrire en noir sur fond noir, ce n'est pas l'idéal...)