Les trois premières minutes après la naissance du monde : une cuisine cosmique où la nature a préparé les noyaux atomiques les plus légers. La recette est dictée par la gravité : elle contrôle le rythme de refroidissement du « bouillon » chaud de particules. Si la gravité avait fonctionné autrement que ce à quoi nous sommes habitués, le plat aurait été différent, avec une autre quantité d'hélium et de deutérium.
Les auteurs ont pris une théorie récente de la courbure de l'espace-temps — appelée $f(R,G,\mathcal{T})$ — plus complexe que celle d'Einstein. Dans cette théorie, la courbure dépend non seulement de la matière, mais aussi de sa pression interne, ainsi que d'une combinaison particulière de courbures : l'invariant de Gauss-Bonnet. Quatre variantes de cette gravité ont été mises à l'épreuve avec les données de la « cuisine » : combien d'hélium a été brassé dans les premières minutes.
Les contraintes ne se sont pas révélées plus strictes que pour la cosmologie standard. Pour chacun des quatre modèles, on trouve de larges plages de paramètres où l'abondance calculée d'hélium tombe dans le couloir autorisé. En d'autres termes, la nouvelle gravité ne gâche pas la recette éprouvée des noyaux légers — elle ajoute simplement de nouveaux ingrédients, encore acceptables.
Ainsi, les premières minutes de l'univers deviennent non seulement le berceau de la matière, mais aussi un banc d'essai pour les théories de la gravité les plus audacieuses. La même cuisine cosmique qui nous a donné l'hydrogène et l'hélium aide désormais à vérifier la géométrie de l'espace lui-même.
Presque tout l'hélium qui gonfle les ballons de fête n'est pas né lors du Big Bang, mais au cœur des étoiles — mais l'hélium primordial constitue encore environ un quart de tout l'hélium de l'Univers.