« Cosmologie/Les processus de baryogenèse et nucléosynthèse » : différence entre les versions
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[[File:Epjconf ena2018 01002 fig1.svg|centre|vignette|upright=1.5|Évolution de la concentration de chaque élément chimique dans l'univers, au cours de la nucléosynthèse primordiale.]]
Sans recourir à ces calculs compliqués, on peut calculer l'abondance des éléments principaux. L'idéal est de se concentrer sur l'hydrogène (le protium) et l'hélium-4 uniquement. Négliger les autres éléments n'est pas un problème tant ils sont rares. En faisant cela, on doit considérer que tous les neutrons ont étés capturés dans les noyaux d'hélium-4
Il est possible de retrouver ces résultats par le calcul, ce que nous allons faire de ce pas. Dans les calculs qui vont suivre, nous noterons le nombre d'atomes d'hélium <math>n_{He}</math> alors que le nombre d'atomes de protium sera noté <math>n_H</math>. Les nombres de neutrons et de protons seront notés <math>n_n</math> et <math>n_p</math>. L'hypothèse comme quoi tous les neutrons sont capturés dans les noyaux d'hélium-4 signifie que :
: <math>n_n = 2 \cdot n_{He}</math>, car il y a deux neutrons dans un noyau d'hélium-4.
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: <math>Y = \frac{2 \times (n_n/n_p)}{1 + (n_n/n_p)}</math>
On a vu dans la section précédente que le le rapport protons/neutrons suite au big-bang est de <math>1 \over 7</math>. En utilisant cette valeur, on trouve que <math>Y \approx \frac{1}{4}</math>, ce qui veut dire que 75% de la masse de l'univers est composé d'hydrogène et 25% d'hélium-4. Cette valeur est très proche de la valeur observée. A l'heure actuelle, 74% de la masse de l'univers est composée d'hydrogène et 25% d'hélium-4, le reste se partageant le 1 % restant. Précisons qu'il s'agit d'un pourcentage en masse, non en nombre d'atomes.
▲Précisons qu'il s'agit d'un pourcentage en masse, non en nombre d'atomes. Si on raisonne en nombre d'atomes, les choses sont différentes. Rappelons que le rapport protons/neutrons est de 1/7. Cela veut dire que sur 16 baryons, 2 sont des neutrons et 14 sont des protons (ce qui est équivalent à dire que sur 8 baryons, 1 est un neutron et 7 sont des protons). Avec ces 16 baryons, on peut créer un atome d'hélium-4 avec 2 neutrons et 2 protons, ce qui laisse 12 protons. On a donc 12 noyaux d’hydrogènes pour un noyau d'hélium-4. Mais un noyau d'hélium-4 étant approximativement 4 fois plus massif qu'un noyau d'hydrogène. Si on veut retrouver le rapport en terme de masse, il faut diviser le nombre de noyaux d'hydrogène par 4 pour utiliser la même unité de masse. En faisant cela, on retrouve le pourcentage de 75%/25% mentionné auparavant.
==Le découplage des photons et neutrinos==
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