L'histoire raconte que, quelques minutes après le big bang, l'Univers a créé la matière et que, dans les mêmes proportions, il a créé l'antimatière.
En laboratoire, l'antimatière (en haut) est annihilée (en bas) par la matière.

Aucun doute là-dessus puisque le très fameux rayonnement fossile, cette "lumière" qui nous vient du fond des âges, est justement le produit des collisions survenues à cette époque entre particules et antiparticules. Puis, l'histoire raconte que seule la matière a subsisté pour donner naissance aux atomes, aux gaz et aux étoiles. Mais ce que l'histoire ne dit pas, c'est ce qu'il est advenu de l'antimatière... Et pour cause, personne ne le sait vraiment.

UNE PARTICULE SUR UN MILLIARD : Plusieurs théories plus ou moins extravagantes existent. Pour certains, l'antimatière aurait carrément été éjectée dans un Univers parallèle : un anti-Univers. Pour d'autres, elle pourrait se trouver dans une partie de notre Univers localisée hors de notre champ de vue, au-delà de notre horizon - car, après tout, nous n'en voyons qu'une toute petite portion. Pour d'autres encore, il se peut que, à un moment précis de son histoire situé dans les toutes premières minutes, l'Univers se soit mis à fabriquer un peu plus de matière que d'antimatière. De sorte que, par la suite, l'annihilation totale de la première par la seconde n'aurait pas été possible et qu'il serait resté un peu de matière dans l'Univers. "Une particule sur un milliard, précise Guy Wormser du Laboratoire de l'accélérateur linéaire à Orsay. Et ce milliardième, c'est nous". Limpide ? Reste tout de même à expliquer pourquoi l'Univers a pu produire plus de matière que d'antimatière. En effet, si l'on en croit la théorie du big bang, il n'aurait pas dû y avoir de différence entre l'une et l'autre. Vraiment aucune ? Pas si sûr, car l'antimatière n'est pas toujours l'exact reflet de la matière. D'après le modèle standard de la physique des particules, sous certaines conditions, que remplit justement l'Univers primordial, de petites différences peuvent apparaître, et il se peut qu'elles aient eu un rôle dans la victoire finale de la matière sur l'antimatière. Une différence que la physique des particules prédit et que les chercheurs arrivent à mesurer dans leurs accélérateurs de manière extrêmement précise. À un détail près : "Ces différences ne suffisent pas à générer toute la matière présente dans l'Univers", explique Guy Wormser. Pour le moment, les scientifiques ne comprennent pas pourquoi le modèle standard de la physique des particules fonctionne si bien dans les laboratoires et si mal dans l'Univers. "On sait qu'il nous cache quelque chose", conclut Guy Wormser. Reste à trouver ce que c'est.

Notre Univers est peuplé de milliards de galaxies, elles-mêmes peuplées de milliards d'étoiles... alors que selon le modèle standard de la physique des particules, le cosmos devrait être quasi vide ! L'énigme persiste donc : pourquoi, lors du big bang, la matière aurait-elle pris le pas sur l'antimatière ? Et que sont devenues les antiparticules ?

Rendre raison des choses. Expliquer pourquoi elles sont ainsi et pas autrement. Telle est la quête permanente des scientifiques lorsqu'ils embrassent le monde. Trouver la raison, la raison à cette raison... et ainsi de suite, aussi loin que le raisonnement puisse porter. Jusqu'à buter inévitablement contre l'ultime interrogation, formulée au début du 18è siècle par le philosophe et mathématicien Gottfried Wihelm Von Leibniz : "Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?" Ce que savent les physiciens. c'est que la matière l'a emporté sur l'antimatière. Une "asymétrie" traquée dans des accélérateurs.

Bien sûr, philosophes et théologiens ont leur idée sur la question. Mais la science, elle, peine à franchir l'obstacle. Sachant qu'elle a pourtant trouvé le moyen de tourner la question à son avantage en se demandant pourquoi l'Univers, qui englobe par définition tout ce qui existe, existe ?
Le problème, c'est que" la science ne sait rien de l'origine proprement dite de l'Univers, constate Etienne Klein, directeur du laboratoire de recherche sur les sciences de la matière au CEA. Cela vient de ce qu'elle a besoin, pour se construire, d'un 'déjà-là', autrement dit d'un point de départ explicite : principe, loi ou objet". De fait, le modèle du big bang, qui prédit avec une grande précision l'évolution de l'Univers, reste totalement muet lorsqu'on l'interroge sur l'instant zéro, faute de pouvoir décrire ce qui se passe au-delà de 10^-44 seconde, lorsque température, densité et courbure de l'espace-temps divergent vers l'infini.

PLUS DE MATIÈRE QUE PRÉVU : Certes, des théories physiques alternatives, encore spéculatives, osent édifier un "avant big bang" ; mais elles ne font que repousser plus loin dans le temps la question d'une création ex nihilo de l'Univers. Ainsi, la théorie des cordes invoque une ère antérieure au big bang dans laquelle l'Univers aurait suivi un chemin inverse de celui que nous lui connaissons depuis le big bang. Mais à la question "avant cet avant, qu'y avait-il ?", cette théorie n'apporte pas d'autre réponse que celle d'un Univers ayant toujours existé. Une position que défendait déjà Aristote !

Faut-il alors tourner l'énigme dans l'autre sens ? C'est-à-dire se demander pourquoi il y a quelque chose dans l'Univers plutôt que rien ? Ici, les physiciens semblent plus à leur aise. Car de la matière, ils en observent dans le cosmos. Et surtout, bien plus qu'il ne devrait y en avoir ! En effet, les scientifiques pensent que dans les conditions extrêmes de température du big bang, la matière et l'antimatière (qui n'a d'anti que le fait d'être de charge opposée...) ont dû être produites en quantités pratiquement égales. Or, lorsqu'elles se trouvent en contact, matière et antimatière se désintègrent l'une et l'autre, en libérant sous forme de photons l'énergie contenue dans les particules concernées avec la célèbre formule E=mc². Aujourd'hui, les astrophysiciens estiment, par observation et extrapolation, qu'une particule de matière sur un milliard a survécu au duel contre l'antimatière. Cela semble peu, mais c'est pourtant un milliard de fois plus que ce que prévoit le modèle standard de la physique des particules, qui prédit une asymétrie extrêmement faible entre matière et antimatière. Autrement dit, "si l'on se base sur la théorie, l'Univers devrait être essentiellement vide, ne contenir que très peu de matière, ni planète ni galaxie, simplement les photons issus de la rencontre fratricide de la matière et de l'antimatière", résume Gabriel Chardin, directeur du Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse au CNRS. Comme, d'après les observations, c'est loin d'être le cas, l'énigme prend dès lors la forme d'une foule de questions.

Y A-T-IL UNE ANTIGRAVITÉ ? Ainsi, la matière aurait-elle été produite au départ en bien plus grande quantité que l'antimatière ? Si oui, pourquoi ? Ici, la physique s'avoue incapable de répondre, même si elle s'emploie activement à traquer dans ses accélérateurs les asymétries entre particules et antiparticules. Sinon, qu'est devenue l'antimatière qui n'a pas réagi avec la matière ? Est-elle concentrée dans un recoin du cosmos, au-delà de l'univers observable, voire dans un anti-Univers ? Autant d'énigmes non résolues, suspendues à l'ingéniosité des scientifiques. Par exemple, certains envisagent que l'antimatière soit soumise à une antigravité, qui lui permettrait d'échapper à une rencontre fratricide avec les amas de matière. Pour tester cette hypothèse, une expérience au Cern baptisée AEGIS a pour but de mesurer directement l'action de la gravité sur des atomes d'antihydrogène. S'il s'avérait que l'action soit négative - c'est-à-dire qu'une antipomme monterait au ciel plutôt que de tomber par terre -, les scientifiques seraient à même de dire comment matière et antimatière se sont partiellement repoussées loin l'une de l'autre et n'ont pas succombé entièrement à leur rencontre. C'est-à-dire, expliquer, non pas comment quelque chose peut surgir de rien, mais pourquoi il y a quelque chose plutôt que rien.