Trois minutes après le Big Bang, le jeune Univers résonnait comme un orchestre. C'était la nucléosynthèse — la naissance des premiers noyaux atomiques. George Gamow fut le premier, dans les années 1940, à décrire cette symphonie cosmique. L'instrument le plus délicat dans celle-ci était le hydrogène (une variété légère d'hydrogène). Le moindre changement du rythme de l'expansion aurait pu étouffer sa musique.
Aujourd'hui, les astronomes écoutent cette musique de deux manières. Le Fond diffus cosmologique (la faible lumière vestige de la jeunesse brûlante) nous indique la quantité de matière présente dans l'orchestre. Et l'observation des nuages anciens montre combien de deutérium a survécu. Mais les deux enregistrements ne concordent pas. Adam Riess, qui a découvert l'accélération de l'Univers, a remarqué que ce désaccord est aggravé par les modèles d'énergie noire précoce (une force mystérieuse qui accélère la croissance). Avec ces modèles, il reste encore moins de deutérium.
Une idée salvatrice : l'accélération n'aurait pas été constante, mais un sursaut bref. Ainsi naît l'hypothèse d'une énergie noire très précoce — une légère énergie noire qui, un court instant, a accéléré le rythme puis a disparu. Le moment clé : quand la température est tombée à 340 millions de degrés. À ce stade, l'hélium-4 avait déjà achevé sa partie, tandis que le deutérium finissait de brûler. Les calculs avec le code PRIMAT ont confirmé : une accélération de 9 % à cet instant préserve le deutérium et n'affecte quasiment pas l'hélium. Le désaccord avec la lumière antique chute de 3,1σ à 0,7σ — un accord presque parfait.
Une telle précision fait penser à l'« axivers » — une famille de champs légers qui auraient pu s'activer brièvement à diverses époques. Peut-être l'orchestre des premières minutes cachait-il un autre instrument, qui n'a joué qu'une seule note. Aujourd'hui, les scientifiques testent cette hypothèse avec toutes les données cosmologiques — de la lumière antique à la disposition des galaxies. La symphonie continue.
Pendant que vous lisez cette phrase, tout le deutérium actuel aurait pu naître — si l'expansion, dans les premières minutes, s'était accélérée de 9 % pendant une fraction de seconde.