Immensite de l'univers

Immensité de l’univers.

L’univers

Des réponses et des questions

On regroupe sous le terme d’univers l’ensemble de tout ce qui existe. Cet ensemble est régi par un certain nombre de lois.

L’histoire de l’univers commence il y a quelque 13,7 milliards d’années dans une soupe extrêmement dense et chaude. Les lois de la physique telles que nous les connaissons n’ont pas cours au sein de cette soupe. Survient alors une brusque expansion – qui se poursuit encore aujourd’hui, à moindre vitesse – qui donnera naissance aux étoiles, aux galaxies, aux planètes et à tous les autres corps célestes.

Avec le modèle du Big Bang notamment, la cosmologie, cette science qui étudie l’univers dans l’espace et le temps, a pu répondre à quelques questions concernant son origine et son évolution. Cependant, des questions essentielles sont encore posées : quelle est sa taille ? Quelle est la nature de la matière noire (ou matière sombre) ?

Avec la découverte de l’expansion de l’univers sont nées d’autres questions : à quelle vitesse cette expansion se produit-elle ? Y a-t-il accélération ? ou bien ralentissement ? Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples, nous répond.

Big Bang et expansion de l’univers

À la question de savoir quel sera son futur, la réponse ne semble pas évidente. Plusieurs théories coexistent pour l’instant. Celle du Big Crunch prévoit que l’avenir du cosmos se jouera à l’inverse de ce qu’a été le Big Bang.

Certains pensent plutôt qu’il subirait à l’infini des phases d’expansion suivies de phases de contraction, selon la théorie connue sous le nom de Big Bounce. Une autre théorie cosmologique, celle du Big Rip, propose un scénario encore différent selon lequel toutes les structures de l’univers finiraient par se disloquer sous l’effet d’une expansion de plus en plus rapide, entraînée par une mystérieuse énergie noire. Quant au Big Freeze, il prévoit que l’expansion de l’univers se poursuivra indéfiniment.

Lawrence Krauss, un cosmologiste de renommée internationale, et son collègue, Robert J. Scherrer, ont examiné dans l’hypothèse d’une fin en forme de Big Freeze, le futur de l’univers au cours des prochaines 3.000 milliards d’années.

De façon surprenante, il se pourrait pourtant que le Big Freeze ne soit pas vraiment la fin mais bien une phase transitoire avant un retour à l’état de Big Bang. C’est en effet l’hypothèse de Roger Penrose avec son modèle de cosmologie cyclique conforme.

Univers

Tous l'univers - Connaissance de l'univres - Immensite de l'univers

Immensité de l’univers.

Ce que nous connaissons de l’univers

 

Qu’est-ce que l’univers ?

L’Univers est l’ensemble de tout ce qui existe, régi par un certain nombre de lois. Dans le même ordre d’idée, la cosmologie cherche à appréhender l’Univers d’un point de vue scientifique, comme l’ensemble de la matière distribuée dans l’espace-temps. Elle vise également à établir une théorie de la création de l’Univers sur des bases philosophiques ou religieuses. Cependant, la différence entre ces deux définitions n’empêche pas nombre de physiciens d’avoir une conception finaliste de l’Univers.

Nos connaissances

On peut considérer que l’on n’accède, par l’expérience, qu’à une faible partie de la matière de l’Univers. Le reste se composant de matière noire. Par ailleurs, comment expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers ? Il faut introduire le concept d’énergie sombre. On a proposé plusieurs modèles alternatifs pour faire correspondre les équations et les observations en prenant d’autres approches.

Notre univers ne se limite pas à la Voie lactée ! Mais alors, quelle est sa taille ? Est-il fini ou infini ? Pour répondre à ces questions, revenons sur ce que nous savons.

la relativité générale

Tous l'univers - Albert Einchtein

Albert Einchtein.

  • La théorie de la relativité générale d’Einstein nous a appris que l’espace-temps pouvait se déformer comme une membrane élastique.
  • La théorie du Big Bang, découlant de la théorie d’Einstein, nous indique que l’espace est en expansion.
  • Cette théorie est compatible avec l’idée que l’univers est une sorte de bulle de taille finie qui gonfle.
  • Mais aussi avec l’idée que cet univers était déjà de taille infinie au moment où a commencé son expansion.

Cette dernière idée semble paradoxale mais elle est mathématiquement cohérente. On peut aussi penser que seule une petite portion de l’univers infini est entrée en expansion.

Taille de l’univers et rayonnement fossile

En toute rigueur, tout ce que l’on peut dire c’est qu’au moins une portion spatiale d’un espace-temps s’est mis en expansion. Sa vitesse dépassant celle de la lumière il y a 13,7 milliards d’années. Mais il est moins rapide avant sa première seconde d’existence. Les régions dont nous parvient aujourd’hui le fameux rayonnement fossile, sont à une distance d’environ 45,6 milliards d’années-lumière actuellement.

Tous l'univers - Connaissance de l'univers - Horizon cosmologie de l'univers

Horizon cosmologique de l’univers.

Distances

Le schéma ci-dessus montre la vraie distance actuelle des régions ayant émis les photons (particules de lumière).

  • Émission du rayonnement fossile que nous observons aujourd’hui.
  • L’univers observable avec le rayonnement fossile se compare donc à une sphère d’un rayon de 45,6 milliards d’années-lumière.
  • Le rayon de la sphère verte, correspondant aux plus lointaines galaxies observées par Hubble, est plus petit.
  • En bleu, c’est la sphère dont le rayon indique la formation des premières étoiles.

Cela a eu lieu peu de temps après le début des âges sombres.

Il faut bien comprendre que cette affirmation n’est pas paradoxale. Même si la lumière ou la matière ne peuvent dépasser la vitesse de 300.000 km/s dans l’espace. Rien n’empêche l’espace entre deux objets de se dilater à une vitesse bien supérieure.

Que savons-nous finalement ?

Au final, la seule chose que nous sachions est que la taille de l’univers observable est d’au moins quelques dizaines de milliards d’années-lumière. Mais nous ne savons pas si l’univers total lui-même est fini. Stephen Hawking et Jean-Pierre Luminet le pensait. Mais il peut être infini comme le pensent Roger Penrose et d’autres chercheurs.


Articles (catégorie Univers)

Immensite de l'univers

Immensité de l’univers.

Une personne qui contemplerait le ciel la nuit ne pourrait s’empêcher de ressentir de l’émerveillement. Ébloui par tant de majesté et de grandeur, il se poserait naturellement une quantité de questions.

Pourquoi l’univers existe-t-il ?

Comment est-il apparu ?

Que deviendra-t-il ?

Beaucoup tentent d’y répondre

Dennis Overbye, cosmologue, a passé cinq années à rechercher la réponse à certaines de ces questions. Il a fait des conférences en centres de recherche partout dans le monde. Il évoque une conversation qu’il a eue avec Stephen Hawking, physicien de renommée internationale.

“Ce que je voulais apprendre de Hawking à la fin de notre conversation, c’est ce que j’ai toujours voulu apprendre de lui : où allons-nous après la mort ? ” Lire la suite

Tous l'univers - ERICK de NOAILLES

L’Univers

Un élément nous manque

 

Un univers grandiose - Immensite de l'univers

Immensité de l’univers.

Une personne qui contemplerait le ciel la nuit ne pourrait s’empêcher de ressentir de l’émerveillement. Ébloui par tant de majesté et de grandeur, il se poserait naturellement une quantité de questions.

Pourquoi l’univers existe-t-il ?

Comment est-il apparu ?

Que deviendra-t-il ?

Beaucoup tentent d’y répondre

Dennis Overbye

Dennis Overbye.

Dennis Overbye, cosmologue, a passé cinq années à rechercher la réponse à certaines de ces questions. Il a fait des conférences en centres de recherche partout dans le monde. Il évoque une conversation qu’il a eue avec Stephen Hawking, physicien de renommée internationale.

Stephen Hawking

Stephen Hawking.

“Ce que je voulais apprendre de Hawking à la fin de notre conversation, c’est ce que j’ai toujours voulu apprendre de lui : où allons-nous après la mort ? ”

Ces propos, bien que teintés d’une certaine ironie dans la bouche de leur auteur, sont très révélateurs de notre époque. En effet, le public s’intéresse moins aux opinions divergentes des cosmologistes qu’aux questions fondamentales qui hantent l’humanité depuis des millénaires.
Lire la suite