Chronologie de l'univers : les 12 ères depuis le Big Bang

L'univers a environ 13,8 milliards d'années et se découpe en 12 ères : univers primordial, ère des particules, noyaux et atomes, premières étoiles, galaxies et éléments, système solaire, origines chimiques, vie primitive, vie complexe, origines humaines, civilisation, et une ère interstellaire qui n'a pas encore eu lieu. Les trois premières tiennent dans les 380 000 premières années. Le système solaire apparaît il y a 4,8 milliards d'années, et toute l'histoire humaine tient dans les 6 derniers millions. Si l'on comprime 13,8 milliards d'années en une seule année, la civilisation occupe les 30 dernières secondes du 31 décembre.

Les 12 ères en un coup d'œil

Le calendrier cosmique comprime l'histoire de l'univers en un an. Le 1er janvier à 0 h, c'est le Big Bang ; minuit le 31 décembre, c'est aujourd'hui. Le calcul est simple : date du calendrier = un an × (1 − années écoulées ÷ 13,8 milliards). Le tableau utilise 13,8 milliards d'années (le résultat 2018 du satellite Planck est de 13,787 ± 0,020 milliards).

Pour convertir n'importe quelle année, utilisez le calculateur du calendrier cosmique.

1. Univers primordial : le premier instant

L'univers primordial couvre environ les 10⁻³² premières secondes : époque de Planck, séparation de la gravité, grande unification, inflation et réchauffement. Pendant l'inflation, l'espace s'est étiré d'un facteur d'environ 10²⁶. Puis le champ de l'inflaton s'est désintégré, l'énergie du vide s'est convertie en particules et en rayonnement, et un univers chaud a commencé.

Plus on s'approche du début, plus le tableau repose sur la théorie et moins sur l'observation directe. L'inflation est le cadre principal, pas un fait établi.

2. Ère des particules : quarks, protons et neutrons

L'ère des particules commence vers 10⁻¹² seconde et s'achève quelques dizaines de secondes plus tard. Les quarks circulent librement dans une soupe chaude, sont confinés en protons et neutrons vers 10⁻⁶ seconde, les neutrinos se découplent à 1 seconde, et électrons et positrons s'annihilent vers 10 secondes.

La matière a survécu parce que, pour un milliard de paires particule–antiparticule, il restait une particule de matière en trop. Pourquoi, c'est encore une question ouverte.

3. Noyaux et atomes : éléments légers et première lumière

L'ère des noyaux et atomes commence à 3 minutes, quand environ 25 % de la masse est devenue de l'hélium, avec des traces de deutérium et de lithium. Alpher, Bethe et Gamow l'ont calculé dans la Physical Review en 1948, le célèbre « article αβγ ».

Environ 380 000 ans plus tard, les électrons ont été capturés par les noyaux et l'univers est devenu transparent. Cette lumière est le fond diffus cosmologique. Arno Penzias et Robert Wilson l'ont découvert par hasard aux Bell Labs en 1965, en cherchant à éliminer le bruit d'une antenne, et ont reçu le prix Nobel de physique 1978. Le satellite COBE a mesuré son spectre de corps noir presque parfait en 1990, puis des écarts de température d'une partie sur 100 000 en 1992, les germes des galaxies.

Sur le calendrier, toute cette ère tient entre le 1er et le 4 janvier. La recombinaison, à 380 000 ans, tombe à 0 h 14 le matin du jour de l'An. Viennent ensuite les âges sombres : pas d'étoiles, seulement de l'hydrogène neutre qui se refroidit.

4. Premières étoiles : la fin des âges sombres

Environ 150 millions d'années après le Big Bang, vers le 4 janvier du calendrier, les premières étoiles s'allument. La gravité a rassemblé le gaz dans des halos de matière noire, et les étoiles formées pouvaient peser des centaines de masses solaires. Leur lumière a réionisé l'hydrogène, les premières supernovae ont dispersé des éléments lourds, les premiers trous noirs se sont formés et, vers 700 millions d'années, les quasars brillaient.

Les dates exactes restent incertaines. En 2024, le télescope spatial James Webb a confirmé une galaxie, JADES-GS-z14-0, à un décalage vers le rouge de 14,32 (Carniani et al., Nature, 2024), soit environ 290 millions d'années après le Big Bang, plus tôt que ne le prévoyaient les anciens modèles.

5. Galaxies et éléments : les étoiles comme forges

À partir d'environ 1 milliard d'années après le Big Bang (il y a 12,8 milliards d'années, 27 janvier), commence l'ère des galaxies et éléments. Les galaxies ont grandi par collisions, et la Voie lactée est une spirale barrée.

Les étoiles forgent les éléments : trois noyaux d'hélium fusionnent en carbone, la combustion du carbone donne de l'oxygène, la fusion s'arrête au fer, et l'or, le platine et l'uranium viennent de fusions d'étoiles à neutrons. La page sur les forges des éléments montre l'origine de chacun.

6. Système solaire : notre coin d'univers

Le système solaire commence à se former environ 9 milliards d'années après le Big Bang, soit il y a environ 4,8 milliards d'années (27 août). Les plus anciens solides du système solaire ont 4,567 milliards d'années (Connelly et al., Science, 2012), et le Soleil s'est allumé à peu près à cette époque, le 2 septembre du calendrier. Jupiter a grandi vite ; il y a environ 4,5 milliards d'années, un corps nommé Théia a heurté la jeune Terre et ses débris ont formé la Lune. Le grand bombardement tardif, il y a environ 4,1 milliards d'années, a apporté de l'eau, et il y a 4 milliards d'années la surface s'est assez refroidie pour que la pluie remplisse les premiers océans.

7. Origines chimiques : la matière première de la vie

Entre 4 et 3,8 milliards d'années, les origines chimiques rassemblent la matière première : acides aminés, nucléotides, membranes lipidiques, monde à ARN, molécules qui se copient seules, et enfin protocellules. En 1953, Stanley Miller a produit des acides aminés avec une expérience de décharges électriques simulant la Terre primitive, le point de départ de ce domaine.

Comment la vie a commencé reste une question ouverte, et chaque étape est une explication candidate. Sur le calendrier, cela se passe vers le 17 septembre.

8. Vie primitive : 3 milliards d'années de microbes

La vie primitive commence il y a environ 3,8 milliards d'années (22 septembre). Le dernier ancêtre commun de tous les êtres vivants, LUCA, vivait il y a environ 3,7 milliards d'années. Bactéries et archées se sont séparées il y a environ 3,5 milliards d'années, et des tapis microbiens ont laissé des stromatolithes fossiles.

Les cyanobactéries ont commencé la photosynthèse libérant de l'oxygène il y a environ 3 milliards d'années. La Grande Oxydation, il y a environ 2,4 milliards d'années (29 octobre du calendrier), a mis de l'oxygène dans l'air et éteint de nombreux anaérobies. Les mitochondries sont apparues par endosymbiose il y a environ 2 milliards d'années, et les cellules à noyau il y a environ 1,8 milliard. Pendant l'essentiel de cette ère, la vie est restée unicellulaire.

9. Vie complexe : des pluricellulaires aux dinosaures

La vie complexe commence il y a environ 640 millions d'années (15 décembre) avec les êtres pluricellulaires. Lors de l'explosion cambrienne, il y a environ 540 millions d'années (17 décembre), apparaissent yeux, coquilles et prédateurs. Les plantes gagnent la terre ferme il y a environ 470 millions d'années, les tétrapodes il y a environ 370 millions.

L'extinction du Permien, il y a environ 250 millions d'années, a éliminé quelque 96 % des espèces marines (25 décembre). L'impact d'un astéroïde il y a environ 66 millions d'années a mis fin à l'ère des dinosaures (Alvarez et al., Science, 1980 ; 30 décembre). La page sur les extinctions de masse couvre les cinq grandes.

10. Origines humaines : les dernières heures

La marche debout débute il y a environ 6 millions d'années, vers 20 h 11 le 31 décembre, et ouvre l'ère des origines humaines. Les plus anciens outils de pierre bien datés ont environ 3,3 millions d'années (Harmand et al., Nature, 2015, Lomekwi, Kenya), et l'usage du feu remonte à environ un million d'années. Les fossiles de Djebel Irhoud, au Maroc, situent les premiers Homo sapiens il y a environ 300 000 ans (Hublin et al., Nature, 2017), à 23 h 48. Nous avons quitté l'Afrique il y a environ 70 000 ans et peint des grottes il y a environ 40 000 ans. Pour les différentes espèces, voir la page sur les hominines.

11. Civilisation : les 30 dernières secondes

L'agriculture débute il y a environ 12 000 ans, à 23 h 59 min 32 s du calendrier, et ouvre l'ère de la civilisation. L'écriture arrive il y a environ 5 200 ans (23 h 59 min 48 s), suivie du bronze, du fer, du papier et de l'imprimerie. La révolution scientifique se situe vers 1600, la révolution industrielle vers 1760, et les premiers ordinateurs datent de 1946.

En 1969, Apollo 11 a posé des humains sur la Lune. Carl Sagan a proposé le calendrier cosmique dans Les Dragons de l'Éden (1977).

12. Civilisation interstellaire : pas encore

La civilisation interstellaire est la seule des douze qui n'a pas eu lieu. Ce qui s'est réellement passé, c'est l'alunissage de 1969 et l'entrée de Voyager 1 dans l'espace interstellaire en 2012 (Stone et al., Science, 2013). Bases sur Mars, vaisseaux stellaires et sphères de Dyson restent des idées.

Parcourir la chronologie dans un jeu

Cosmos Era est un jeu incrémental de science-fiction dure qui suit ces mêmes ères. Dans le jeu, vous partez d'une singularité et cliquez jusqu'à la civilisation interstellaire, en débloquant des ressources différentes à chaque ère. La fiction du jeu est signalée à part de la science réelle, et toute la partie interstellaire relève de la fiction du jeu. L'arbre complet des connaissances est sur la page de l'arbre du cosmos.

FAQ

Combien d'ères compte la chronologie de l'univers ?

Il n'existe pas de standard unique. Cet article reprend les 12 ères de l'encyclopédie de Cosmos Era : univers primordial, ère des particules, noyaux et atomes, premières étoiles, galaxies et éléments, système solaire, origines chimiques, vie primitive, vie complexe, origines humaines, civilisation et civilisation interstellaire. La dernière n'a pas eu lieu.

Quand a eu lieu l'ère des particules ?

De 10⁻¹² seconde environ à quelques dizaines de secondes après le Big Bang. Les quarks ont été confinés en protons et neutrons, et la plupart des électrons et positrons se sont annihilés. Sur le calendrier cosmique, elle ne dépasse pas le 1er janvier à 0 h.

Quand les humains apparaissent-ils sur le calendrier cosmique ?

Avec 13,8 milliards d'années, les ancêtres humains d'il y a 6 millions d'années apparaissent vers 20 h 11 le 31 décembre, l'Homo sapiens moderne (il y a 300 000 ans) à 23 h 48, et l'agriculture et la civilisation dans les 30 dernières secondes.

Comment sait-on que l'univers a 13,8 milliards d'années ?

Surtout grâce aux mesures du fond diffus cosmologique. Le résultat 2018 du satellite Planck est de 13,787 ± 0,020 milliards d'années, généralement arrondi à 13,8.

Où se situe le système solaire sur le calendrier cosmique ?

Le système solaire commence à se former vers le 27 août, le Soleil s'allume vers le 2 septembre, et la plus ancienne vie terrestre apparaît fin septembre. Sagan avait pris en 1977 un âge plus grand, donc ses dates diffèrent un peu.

Pour aller plus loin

Pour essayer vous-même, jouez au jeu. Pour convertir une autre année, utilisez le calculateur du calendrier cosmique.