Expansion de l'Univers

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L'observation des galaxies montre qu'elles s'éloignent les unes des autres. On pourrait penser que c'est parce qu'elles se déplacent, mais il semblerait que ce soit plutôt dû à un gonflement de l'Univers lui-même. C'est ce phénomène que l'on appelle expansion de l'Univers.

Du Big Bang à nos jours[modifier | modifier le wikicode]

Pour en savoir plus, lis l’article : Big Bang.

Selon la théorie du Big Bang, qui est acceptée par presque tous les scientifiques, l'Univers était tout petit, plus petit qu'un atome. Puis il a commencé à enfler très rapidement pour atteindre son état actuel, près de 14 milliards d'années après. Aujourd'hui, il s'agrandit plus vite que jamais.

Histoire[modifier | modifier le wikicode]

Fichier:Edwin-hubble.jpg
Edwin Hubble dans les années 1920.

Les premières observations de l'expansion de l'Univers ont été réalisées par l'astronome américain Edwin Hubble dans les années 1930. Il se rend alors compte que les galaxies s'éloignent les unes des autres et qu'elle s'éloignent d'autant plus vite qu'elles sont éloignées. Ce phénomène est à l'origine de l'idée de l'expansion de l'Univers.

Pour calculer l'expansion de l'Univers on a recourt aux équations d'Einstein, cela permet de calculer à quelle vitesse les galaxies s'éloignent les unes des autres. Les résultats de ces équations étaient cohérents avec les observations d'Hubble.

Plusieurs années avant les observations d'Hubble, Einstein se rendit compte que ses équations pouvaient donner un univers qui ne soit pas immobile, ce qui était impossible. Il a alors rajouter un terme, appelés constante cosmologique, à ses équations pour qu'elles donnent un univers immobile. Lorsque les observations d'Hubble ont été établies, il a supprimé le terme rajoutée en qualifiant cette erreur de "plus grande erreur de sa vie".

L'Expansion de l'Univers représenté avec des gâteaux aux raisins.

On peut donc se demander si l'expansion de l'Univers va encore durer longtemps. Les équations d'Einstein nous indiquent que l'expansion de l'Univers ne peut que ralentir. A partir de là, il y a deux possibilités: soit elle va ralentir jusqu'à s'arrêter, puis l'Univers va se contracter cette possibilité est appelée Big Crunch, soit elle va ralentir éternellement, de plus en plus lentement, mais sans jamais s'arrêter et l'Univers va se refroidir, on appelle ce scénario le Big Freeze ou le Big Chill.

Pour savoir le destin de l'Univers, il faut connaître la densité moyenne de l'Univers, si l'on est au dessus d'une valeur, l'Univers finira en Big Crunch, en dessous il finira en Big Freeze. Chaque fois que l'on trouve cette densité, on est à la limite entre les deux scénarios.

En 1997, deux équipes d'astronomes ont mesuré indépendamment que l'expansion de l'Univers s’accélérait, ce qui ne colle pas avec les équations d'Einstein qui prévoient un ralentissement de l'expansion de l'Univers. Il est possible d'expliquer l'accélération de l'expansion de l'Univers avec les équations d'Einstein, uniquement en rajoutant le terme qu'Einstein avait supprimé et qualifié de " plus grand erreur de sa vie".

L'avenir de l'Univers[modifier | modifier le wikicode]

Bien que la vitesse de l'expansion de l'Univers soit plus rapide aujourd'hui que jamais auparavant, cela ne veut pas forcément dire que l'Univers croitra éternellement. L'attraction des galaxies entre elles s'opposent à cette expansion. Il y a donc plusieurs scénarios possibles qui dépendent du combat entre cette expansion initiale due au Big Bang et l'attraction des galaxies entre elles. Ces scénarios sont les suivants:

  • Expansion accélérée: si les galaxies ne sont pas assez nombreuses pour s'opposer à l'expansion de l'Univers, celui-ci continuera à croître indéfiniment. Les étoiles s'éteindront les unes après les autres, jusqu'à ce qu'il ne reste plus que des naines blanches, des étoiles à neutrons et des trous noirs. Puis la matière se désintégrera en rayonnement.
  • Expansion ralentie: si les galaxies sont assez nombreuses pour ralentir l'expansion, mais pas assez pour l'inverser, l'Univers continuera de croître, mais de moins en moins vite.
  • Big Crunch: si la force d'attraction entre les galaxies est plus forte que l'expansion, alors celle-ci s'inversera. L'Univers commencera donc à se replier sur lui-même jusqu'à atteindre des dimensions infiniment petites, un genre de Big Bang à l'envers qu'on appelle Big Crunch.

Sources[modifier | modifier le wikicode]

  • Wikipédia
  • Astronomie Guide Visuel, Mark A. Garlick
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