Pourquoi la matière et l'antimatière ne se sont-elles pas annihilées au début ?

Chaque fois qu'une particule rencontre son antiparticule jumelle, les deux disparaissent dans un éclair d'énergie. L'univers primitif était rempli à la fois de matière et d'antimatière en quantités énormes, et selon les règles ordinaires de la physique, elles auraient dû être créées en quantités égales, se rencontrer, et s'annihiler complètement, ne laissant derrière elles qu'un univers de pure lumière et rien d'autre. Ce n'est évidemment pas ce qui s'est passé : toi, la Terre, chaque étoile, tout est fait de matière, avec à peine une trace d'antimatière où que ce soit. Les physiciens appellent cette énigme non résolue le problème de l'asymétrie baryonique, et c'est l'une des plus grandes questions ouvertes de la physique.

Le déséquilibre qui a sauvé l'univers d'une annihilation totale était minuscule : pour environ 2 milliards de paires de matière et d'antimatière qui se sont détruites dans l'univers primitif, il restait à peu près une particule de matière en plus, sans partenaire d'antimatière pour l'annuler. Tout ce qu'on voit aujourd'hui, chaque galaxie, étoile et planète, est construit à partir de ce minuscule reliquat.

En 1967, le physicien soviétique Andreï Sakharov a déterminé ce que toute explication de ce reliquat devrait réunir : trois conditions, toutes satisfaites à la fois, dont une différence dans le comportement des particules et des antiparticules (que les physiciens appellent la violation CP) et un univers brièvement hors équilibre. Les physiciens ont depuis confirmé que les particules et les antiparticules se comportent effectivement un peu différemment, une découverte qui a valu un prix Nobel en 1980, mais l'effet mesuré jusqu'ici est bien trop faible pour expliquer l'ampleur du déséquilibre qui a permis à la matière de dominer l'univers. Sakharov lui-même est une figure frappante. Il avait participé à la mise au point des armes thermonucléaires soviétiques, avant de devenir un défenseur des droits humains. En 1975, il a reçu le prix Nobel de la paix, non pas pour sa physique, mais pour ce combat.

Aucune théorie n'explique encore pleinement pourquoi ce déséquilibre s'est produit, ni pourquoi il avait exactement cette taille. Cela reste, honnêtement, l'un des grands mystères non résolus de la physique.