Les principales questions qui se posent au sujet de la formation des galaxies sont les suivantes :
- Comment se forment les galaxies ?
- Quand se sont-elles formées ?
- Quels facteurs déterminent le type de galaxie qui va se former ?
- Quelle(s) relation(s) y a-t-il entre la formation d'étoiles et la formation des galaxies ?
Pour expliquer la formation des galaxies, deux approches complémentaires sont possibles : soit remonter dans le temps à partir des propriétés observées aujourd'hui, soit calculer comment l'univers a pu évoluer à partir des conditions initiales qu'on lui attribue.
On se place en général dans le cadre de la théorie du Big Bang (voir Le Big Bang). Ceci sous-entend un certain nombre d'hypothèses, parmi lesquelles les principales sont les suivantes :
- l'univers a environ 14 ou 15 milliards d'années (après le Big Bang) ;
- l'expansion (loi de Hubble) existe depuis le Big Bang mais son taux peut avoir varié ;
- l'univers primordial était très chaud et très dense ; la densité et la température étaient constants à un instant donné dans l'univers avec de faibles fluctuations ;
- durant l'expansion (et donc le refroidissement) il y a eu création de particules (neutrons, protons...) à partir de quarks ;
- la charge électrique dans l'univers était nulle, impliquant autant de protons que d'électrons ;
- les premières minutes après le Big Bang, il y a eu formation de noyaux d'hélium, ce qui a donné pour la matière baryonique une constitution d'environ 76% d'hydrogène et 24% d'hélium ;
- il existait également de la matière non baryonique.
Astrophysique extragalactique
