La Nucléosynthèse Primordiale est-elle une preuve du Big-Bang?

La nucléosynthèse primordiale (ou BBN pour Big Bang Nucleosynthesis) est un point majeur de débat entre le modèle standard cosmologique (Big Bang) et les modèles créationnistes (jeune Terre). Carl Sagan affirmait que « nous sommes faits de poussière d’étoiles ». C’est une référence au concept naturaliste de la nucléosynthèse:

• Les atomes de notre corps (carbone, oxygène, fer…) viendraient de la fusion nucléaire au cœur des étoiles (ou des supernovae).
• Cette idée repose sur le scénario évolutionniste:
  • Dans le Big Bang, l’hydrogène et hélium auraient été produits dans les premières minutes (BBN).
  • Les Étoiles auraient produit les éléments plus lourds (jusqu’au fer).
  • Les Supernovae et les collisions d’étoiles à neutrons auraient produit les éléments encore plus lourds (au-delà du fer).

C’est le récit séculier sur l’origine des éléments.

La composition de l’univers

• L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers (≈ 91 % des atomes),
• Suivi par l’hélium (≈ 9 %),
• Tous les autres éléments (carbone, oxygène, fer…) sont regroupés sous le nom de « métaux » en astronomie (tout élément plus lourd que l’hélium),
• Ces métaux sont rares à l’échelle cosmique (<1 % des atomes, ≈2 % de la masse dans le Soleil),
• Leur présence est essentielle à la vie (carbone, eau, azote, etc.).

Les étoiles, nébuleuses et planètes géantes comme Jupiter ont des compositions similaires: 75 % hydrogène, 25 % hélium, et 1–2 % de métaux (en masse).

Les étoiles sont classées par métallicité:

• Population I : étoiles riches en métaux (comme le Soleil),
• Population II : étoiles anciennes à faible métallicité,
• Population III : hypothétiques premières étoiles, censées être sans aucun métal (car formées juste après le Big Bang).

Selon le modèle standard, les métaux sont fabriqués dans les supernovae d’étoiles massives. Ces explosions ensemencent l’espace, enrichissant peu à peu le gaz interstellaire pour les générations suivantes.

Mais selon la Bible, Dieu a créé la Terre (composée de métaux comme l’oxygène dans l’eau) avant les étoiles (Jour 1 vs Jour 4). Les métaux existaient donc dès le début, et les étoiles n’en sont pas la source première.

Le James Webb Space Telescope (JWST) a été conçu, entre autres, pour trouver des étoiles de population III dans les galaxies très lointaines, supposées jeunes (selon le modèle du Big Bang). Malheureusement pour les évolutionnistes:

• Aucune étoile Population III n’a été trouvée.
• Et au contraire, les galaxies les plus lointaines observées contiennent déjà des métaux (oxygène, fer, etc.).
• Certaines ont une métallicité 10 fois supérieure à celle attendue dans des galaxies censées dater de 350 millions d’années après le Big Bang.

C’est une grave difficulté pour le modèle standard, car il n’y a pas eu assez de temps pour que plusieurs générations de supernovæ enrichissent l’espace à ce niveau.

• Le modèle ASC (Anisotropic Synchrony Convention) de Jason Lisle postule que nous voyons l’univers en temps réel, peu importe la distance.
• Il n’y a pas de délai dû à la lumière, donc les galaxies lointaines ne sont pas plus jeunes que les proches.
• Ainsi, Lisle prévoyait dès le départ que les galaxies les plus lointaines auraient déjà des métaux, car elles ont été créées pleinement formées.

Dès janvier 2022, Jason Lisle avait prédit que le JWST ne trouverait pas d’étoiles Population III, mais découvrirait des galaxies riches en métaux même aux plus grandes distances. Cela s’est confirmé.

Élément	Modèle du Big Bang (ΛCDM)	Modèle créationniste ASC (Lisle)
Origine des métaux	Produits par supernovae, absents au début	Existent dès la création, présents dès le début
Étoiles Population III	Devraient exister, sans métaux	N’existent pas, jamais créées ainsi
Prédiction JWST	Galaxies lointaines pauvres en métaux	Galaxies lointaines riches en métaux
Observation JWST	Métaux déjà présents partout, pas de pop III	Confirmé comme prévu
Implication	Modèle standard en crise	Renforce la cohérence du modèle biblique ASC

Qu’est-ce que la nucléosynthèse primordiale?

Selon le modèle du Big Bang après la phase chaude initiale, vers 3 à 20 minutes après le « Big Bang », l’univers aurait été à la bonne température et densité pour former les premiers éléments légers:

• Hydrogène (H)
• Hélium-4 (He-4)
• Deutérium (D)
• Hélium-3 (He-3)
• Lithium-7 (Li-7)

Ces abondances (≈75% H, ≈25% He-4, traces de D, He-3, Li-7) sont considérées comme une prédiction clé du modèle du Big Bang. Les scientifiques évolutionnistes considèrent la BBN comme une « preuve » du Big Bang, car ces proportions correspondent approximativement aux observations dans l’univers.

Le physicien Jake Hebert déclare cependant:

« Le modèle du Big Bang parvient à rendre compte des abondances observées d’hydrogène et d’hélium parce qu’il inclut un paramètre ajustable appelé le rapport baryon-photon. Les scientifiques du Big Bang choisissent simplement une valeur pour ce paramètre qui leur donne la bonne réponse. Même ainsi, il n’est pas certain que le Big Bang puisse rendre compte du nombre total d’atomes (par unité de volume) dans l’univers. Et même avec ce paramètre ajustable, le Big Bang ne peut pas expliquer correctement les quantités observées d’isotopes du lithium. »¹²

Comment les créationnistes répondent-ils à la BBN ?

Les créationnistes jeunes-Terre rejettent l’idée que la BBN soit une preuve solide pour le Big Bang, car elle repose sur des hypothèses de départ (âge de l’univers, densité initiale, température, scénario naturaliste etc.) questionnables. Elle nécessite des ajustements constants (par ex. baryon/dark matter ratio) pour correspondre aux observations. Les écarts, notamment pour le lithium-7, montrent que le modèle n’est pas prédictif de manière robuste.

Les créationnistes ont une explication alternative. Lors de la semaine de la Création, Dieu a directement créé les atomes d’hydrogène, d’hélium, et des autres éléments légers dans les proportions observées. En d’autres termes la distribution des éléments n’est pas le résultat d’un processus physique aléatoire, mais le résultat d’un acte créateur intentionnel. Dieu a créé un univers fonctionnel et complet dès le départ, sans nécessiter de millions d’années ni de conditions extrêmes. C’est une perspective théocentrée où Dieu a créé un univers opérationnel dès le début, avec les bonnes proportions d’hydrogène, d’hélium, et d’autres éléments nécessaires à la vie et aux étoiles.

Le télescope spatial James Webb (JWST) a fourni des preuves directes de la formation d’éléments lourds dans l’univers. En 2023, JWST a observé une kilonova associée à une fusion d’étoiles à neutrons, identifiée comme le sursaut gamma GRB 230307A. Grâce à ses instruments infrarouges, JWST a détecté la signature spectrale du tellure, un élément plus rare que le platine sur Terre, marquant ainsi la première observation directe d’un élément lourd formé lors d’une kilonova.

Il reste encore beaucoup de questions sur la formation d’éléments plus lourds que le tellure (ex. or, platine, uranium). Les problèmes de la nucléosynthèse (comme l’origine des neutrons et la distribution dans l’univers) restent en partie ouverts.

La nucléosynthèse stellaire (c’est-à-dire la production d’éléments par fusion dans les étoiles normales, comme le Soleil ou les géantes) est limitée dans ce qu’elle peut produire. La fusion d’éléments plus lourds que le fer devient endothermique c’est à dire que pour fabriquer un noyau plus lourd que le fer, il faut apporter de l’énergie au lieu d’en libérer. Les conditions dans les étoiles ne permettent pas ce type de fusion en continu.

Exemples d’éléments plus lourds que le fer (Z > 26) qui ne sont pas produits dans des étoiles normales:

• Nickel (Ni), Cuivre (Cu), Zinc (Zn), Argent (Ag), Or (Au), Plomb (Pb), Uranium (U), etc.

La production d’éléments lourds est observable via des processus cataclysmique exceptionnel comme lors d’une fusion d’étoiles à neutrons et non lors de la fusion stellaire. Cela ne prouve pas que tous les éléments légers viennent de la nucléosynthèse primordiale post-Big Bang. Des éléments lourds comme le tellure peuvent se former dans des fusions d’étoiles à neutrons mais cela ne prouve pas que tous les éléments lourds proviennent de ces processus et que ces derniers pourraient expliquer l’abondance globale de ces éléments dans l’univers.

Des événements comme les fusions d’étoiles à neutrons (kilonovae) peuvent produire certains éléments lourds comme le tellure, confirmé en 2023 par le JWST, mais cela reste rare et exceptionnel et limité aux conditions extrêmes (densité de neutrons, température, gravité intenses). Cela est non représentatif d’un processus universel et généralisé dans tout l’univers.

La nucléosynthèse primordiale (BBN) du Big Bang ne concerne que les éléments légers (hydrogène, hélium, deutérium, lithium). Les éléments lourds (carbone, oxygène, fer, or, uranium, etc.) ne sont pas produits lors de cette phase du modèle standard. Les modèles naturalistes doivent alors inventer des processus additionnels (fusion stellaire, supernovae, kilonovae) pour justifier leur présence. Or ces processus sont très rares et n’expliquent pas l’abondance globale des éléments lourds dans l’univers. Il y a des trous dans le scénario:

• Exemple avec le problème du lithium-7 (la BBN en prédit trop).
• Exemple avec l’absence confirmée (à ce jour) de signatures spectrales pour des éléments comme l’or et le platine dans les kilonovae.

L’abondance des éléments lourds dans le système solaire

Les fusions d’étoiles à neutrons (comme GW170817 ou GRB 230307A) sont rares et exceptionnelles: elles n’arrivent pas tous les jours et se produisent très loin de nous, dans des galaxies lointaines (ex. NGC4998 pour GW170817). Elles ne peuvent pas expliquer l’abondance uniforme et élevée d’éléments lourds comme l’or, le platine, le plomb ou l’uranium dans le système solaire.

Les kilonovae forment des jets localisés de matière enrichie, qui s’éloignent rapidement du lieu de collision. Il n’existe aucune preuve directe que notre système solaire ait été « arrosé » par un tel événement à proximité dans le passé. La distribution homogène des éléments lourds sur Terre, sur la Lune, et dans les météorites suggère une origine commune et locale, non un « dépôt » aléatoire venu d’une kilonova distante.

Même si l’on admet que des kilonovae peuvent produire des éléments lourds (tellure, éventuellement or, platine bien que non observées), il faut encore expliquer comment ces éléments auraient été répartis dans la nébuleuse solaire qui a formé notre système. Or les kilonovae sont très rares (peut-être 1 par million d’années par galaxie !) et il n’y a aucune preuve d’un tel événement dans notre voisinage proche avant la formation du système solaire (~4,5 milliards d’années selon le modèle standard).

Les kilonovae sont trop rares, trop lointaines, et trop localisées pour expliquer la quantité et la distribution homogène des éléments lourds dans le système solaire.

Les éléments lourds ont été créés dès le départ, dans un univers fonctionnel et complet, lors de la semaine de la Création. Ils ne sont pas le produit de processus naturels aléatoires et rares, mais d’un acte créateur souverain. Les processus comme les kilonovae peuvent redistribuer des éléments, mais ils ne sont pas nécessaires pour expliquer leur existence.

Que montre le Télescope James Webb?

Le James Webb Space Telescope (JWST) a révélé des observations qui dérangent fortement le modèle du Big Bang:

• Des galaxies très lointaines (donc censées être très jeunes dans l’histoire de l’univers) montrent déjà:
  • Des éléments lourds (carbone, oxygène, fer…)
  • Une structure galactique avancée (spirales, disques massifs, etc.)
  • Une métallicité élevée (c’est-à-dire une forte proportion d’éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium)
• Ces observations apparaissent « trop tôt » dans l’histoire de l’univers selon le modèle du Big Bang :
  • Ex: Des galaxies massives et enrichies observées seulement 300 à 400 millions d’années après le « Big Bang ».
  • Or, dans le modèle standard, il fallait beaucoup plus de temps pour que les premières étoiles (Population III) fusionnent l’hydrogène et l’hélium en éléments lourds, et encore plus pour que ces éléments soient dispersés par des supernovæ et incorporés dans d’autres générations d’étoiles.

Pour les créationnistes jeunes-Terre, ces résultats sont parfaitement cohérents avec leur modèle. Nous partons du principe d’une création directe et fonctionnelle par Dieu. Les étoiles et galaxies ont été créées déjà matures, avec des éléments lourds déjà présents. Il n’y a pas besoin de « longs processus » pour enrichir l’univers en éléments lourds.

Adam n’a pas été créé comme un embryon, mais comme un homme adulte et fonctionnel. De même, les étoiles n’ont pas été créées comme des « proto-étoiles » devant fusionner pendant des milliards d’années, mais déjà complètes et opérationnelles. La création était achevée au 6ème jour, pour que la vie soit possible et la Terre habitée, ce qui contraste avec le modèle évolutif où l’univers est toujours « en devenir ». Il y a une différence entre étudier des processus de maintien, de renouvellement, de fonctionnement, observables, et connaître l’origine des choses (question historique davantage que scientifique).

Les problèmes que posent JWST au Big-Bang sont sérieux:

• Où sont passées les Population III (étoiles 100% H et He)?
  • Jamais observées, alors qu’elles sont censées être les premières à exister.
• Comment expliquer des galaxies massives et enrichies si tôt?
  • Les modèles standards ont du mal à justifier une croissance aussi rapide.
• Le temps pour former des supernovae et recycler les éléments lourds est insuffisant dans les délais proposés par le Big Bang.

Critique en profondeur la théorie de la nucléosynthèse primordiale (NST)

Jonathan Henry, dans son article, critique en profondeur la théorie de la nucléosynthèse primordiale (NST) du Big Bang et la considère comme une tentative naturaliste échouée pour expliquer l’origine et l’abondance des éléments dans l’univers.

Henry montre que le rapport hydrogène/hélium (H/He) et la température du fond diffus cosmologique (CMB), souvent cités comme « prédictions confirmées » du Big Bang, sont en réalité des retrodictions:

• Le rapport H/He était déjà connu avant que la théorie du Big Bang ne soit formulée.
• Les théoriciens ont ajusté les paramètres (comme le ratio baryons/photons) après coup pour faire correspondre la théorie aux observations.
• Les prédictions initiales (ex. Gamow : 50 K pour le CMB) étaient très imprécises et ne correspondaient pas aux données.

Problème	Critique d’Henry
Abondance H/He	Connue avant le Big Bang ; ajustée après coup.
Température du CMB	Mauvaise prédiction initiale (50 K), corrigée après découverte (2,7 K).
CMB isotrope	Prévu uniforme, mais problème : l’uniformité ne permet pas la formation de structures (galaxies).
Fluctuations du CMB	Trop petites (1/100 000) pour expliquer la formation des galaxies.
Matière noire	Inventée pour « sauver » le modèle, non détectée directement.
Inflation	Hypothèse invérifiable, ajoutée a posteriori pour expliquer la structure cosmique.
Problème du lithium-7	La BBN ne prédit pas correctement l’abondance de Li-7.

L’unité atomique des éléments (H, He, etc.) montre un plan de conception. Les mêmes atomes sont trouvés partout (sur Terre, dans les étoiles, dans l’espace interstellaire). Cette uniformité ne vient pas d’un processus évolutif, mais d’un Créateur commun. Les abondances d’éléments ne sont pas uniformes (ex. diversité dans les étoiles, planètes, milieux interstellaires). Cela contradit l’idée d’un processus purement naturel et universel.

Henry rejoint l’argument classique de James Clerk Maxwell :

Chaque molécule d’hydrogène, où qu’elle soit dans l’univers, est identique, ce qui est le signe d’un artefact fabriqué, non d’un produit évolutif.

Dans le récit biblique, les êtres humains ont été façonnés à partir de la poussière de la terre (Genèse 2:7), et non de la poussière des étoiles. Il faut plus de foi pour croire au scénario improbable du monde séculier (que hasard + temps produiraient l’ordre délicat) que pour accepter la proposition parfaitement rationnelle selon laquelle l’univers a été créé par la main de Dieu (conception intelligente) à partir de rien.

1. Hebert, J. 2013. Dark Matter, Sparticles, and the Big Bang. Acts & Facts. 42 (9): 17-19..
2. Thomas, B. Big Bang Fizzles under Lithium Test. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 22, 2014, accessed March 7, 2018.