Le Big Bang
Nous remontons jusqu'à 13,7 milliards d'années. Avant le big bang, personne ne sait ce qu'il y avait ni pourquoi le big bang a eu lieu, ni même si cette question a un sens. N'empêche qu'il a eu lieu ; on commence à avoir une idée assez claire de ce qui s'est passé dès le premier milliardième de seconde après. En gros de la matière à l'état le plus élémentaire se crée un peu partout et se transforme rapidement (quelques millions d'années quand même) en nuages d'hydrogène, atome le plus simple de la célèbre classification de Mendéleiev. L'univers est alors en moyenne très chaud (température supérieure à 4000°C), son expansion le fait naturellement se refroidir, sa température actuelle n'est à présent plus que de -270°C, soit à +2,7°C seulement au dessus du 0 absolu.

Du nuage à l'étoile
Certains nuages commencent à s'agréger sous l'action des forces de gravitation (la pomme de Newton!) car leur densité est suffisante pour le faire. Il y a aujourd'hui, 13,7 milliards d'années après, encore une quantité incroyable de nuages d'hydrogène qui continuent ce processus. S'il y a suffisamment de matière a proximité, le nuage grossit et commence à faire une grosse boule. Plus il y a d'hydrogène plus le processus s'accélère. Au milieu du nuage les atomes d'hydrogène commencent à être sérieusement tassés et se rentrent les uns dans les autres. en d'autres mots ils s'échauffent, ce qui tend à les faire se repousser. On arrive ainsi à un état d'équilibre: les forces d'attraction compensent les forces dues à la température. Mais l'hydrogène continue à s'agglomérer à l'extérieur du nuage, ce qui augmente la force due à la gravitation. En conséquence la température augmente. Et ainsi de suite jusqu'à ce que la température au milieu atteigne 15-20 millions de degrés. Le réaction de fusion nucléaire démarre alors spontanément et la lumière s'allume! La boule de gaz devient une étoile. Les premières étoiles sont apparues 400 millions d'années après le big bang.

La fusion nucléaire
Au centre de l'étoile les atomes d'hydrogène se transforment en hélium. En faisant ça ils perdent un peu de masse qui se transforme en énérgie (le E=mc² d'Einstein). C'est à peu près la même réaction que dans une bombe atomique de 2ème génération (les bombes H) et celle que l'on essaye de reproduire de manière contrôlée pour avoir enfin une réserve d'énergie inépuisable. L'énergie libérée s'évacue vers l'extérieur de l'étoile sous forme de photons (produisant chaleur et lumière) et sous une autre forme, les neutrinos que l'on ne voit ni ne sent.

Selon la quantité d'hydrogène capturée, l'étoile est plus ou moins grosse. Il faut que sa taille soit au minimum la moitié environ celle du soleil pour s'allumer. Le soleil est une petite étoile. On trouve des étoiles dont la taille est 100 fois plus grosse. Ce sont paradoxalement celles qui durent le moins longtemps, car la température à l'intérieur est beaucoup plus élevée, la transformation de l'hydrogène y est beaucoup plus rapide et d'autres réactions nucléaires se produisent (l'hélium se transforme en azote, en carbone ou en oygène, le carbone en oxygène, néon, magnésium, etc.). On a réussi à démontrer que toute la matière connue (les 98 éléments du tableau de Mendéleiev), hors l'hydrogène et l'hélium provenait de réactions nucléaires dans les grosses étoiles, soit pendant leur phase de combustion, soit à la fin de leur vie.

Une étoile du type du soleil brillera pendant 10 milliards d'années alors qu'une étoile de 25 fois la taille du soleil ne dure que 8 millions d'années

Naine blanche ou super nova?
Le destin des étoiles est scellé selon leur taille. Les grosses (au dessus de 10 fois la masse du soleil) explosent et les petites s'éteignent faute de combustible. Elles prennent le délicat nom de naine blanche. Les petites, avant de s'éteindre passent par une phase de géante rouge au moment de l'expulsion de leur enveloppe. Ce sera le sort de la terre: se fondre (au sens littéral du terme) dans la géante rouge que sera devenue le soleil quand elle aura brûlé tout son hydrogène. Pas d'affolement, nous en avons encore pour 5 milliards d'années. D'ici là, soit on aura trouvé un truc, soit on se sera déjà vitrifiés nous-mêmes !

Super nova!
Quant aux étoiles dont la taille est plus de 10 fois le soleil, elles vont connaître tout un tas de réaction de fusion nucléaire. Quant tout aura été brulé, on aura une collection assez riche des éléments chimiques qui composent l'univers. La réaction de fusion nucléaire va s'arrêter d'un coup. L'équilibre va être brutalement rompu et le centre de l'étoile composé de fer (le fer est l'élément le plus stable pour ce qui concerne les réactions nucléaires: impossible de le fusionner) va imploser puisque plus rien ne s'opposera alors aux forces de gravité. C'est l'onde de choc de cette implosion qui va faire exploser le reste de l'étoile. Le noyau de fer restant se transforme sous l'action des forces de gravitation en étoile à neutron ou en trou noir, toujours selon la taille initiale. Le rayonnement intense de l'étoile à neutron va finir les dernières réactions nucléaires, et les 98 éléments du tableau de Mendeleiev vont se retrouver flottant dans l'espace en morceaux plus ou moins gros. Certains vont passer tout près d'un gros nuage d'hydrogène qui était en train de se dire qu'il allait se transformer en étoile. Les bouts, attirés par la force d'attraction gravitationnelle, vont se mettre à tourner autour de la boule de gaz et vont à leur petit niveau faire la même chose: ils vont s'agréger en sphères. Certaines vont être solides et liquides, d'autres gazeuses.
On connait bien une de ces sphères qui n'est autre que la terre et l'étoile est le soleil. L'explosion de la super nova qui a contribué à la création du système solaire s'est produite il y a 4,5 milliards d'années. On le sait, car c'est l'âge des éléments les plus vieux de la terre ainsi que de la lune et des météorites qui sont aussi des restes de l'explosion de la super nova. Cette supernova a été baptisée Coatlicue, nom de la mère du soleil dans la cosmogonie aztèque. Elle devait avoir une masse très supérieure à celle du soleil (de 12 à 30 fois).

La terre
Les blocs rocheux, restes de la supernova sont en orbite autour du soleil. Leur agglomération suite aux collisions des blocs entre eux donne naissance à la terre. En quelques dizaines de millions d'années, les éléments les plus denses migrent vers le centre pour constituer le noyau qui s'étend de 2900 à 6400km de profondeur aujourd'hui. Les éléments les plus légers à base de silicates sont restés dans le manteau entre 30 et 2900 km de profondeur.

Si vous voulez connaître la suite de cette fascinante aventure, rendez-vous au prochain épisode: la formation de la terre !

Sources:

• Encyclopedia Universalis,
• carte géologique du BRGM de la région de Lamastre,
• brochure CEA sur la cosmologie,
• guide de l'Ardèche par Michel Riou (Editions de la Manufacture),
• Ardèche, terre de volcans par Bernard Riou,
  
• Plaquette de présentation du site de Brion,
• et enfin le génial cours de géologie de l'université de Laval (Québec) accessible à tous  http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html