Le Repaire des Sciences
Sciences Physiques et Chimiques

 

 

 

    

Un Univers infini ?

 

 

Cette affirmation est problématique, notamment dès l'entrée en seconde : la taille de l'Univers.

Bien souvent, on admet facilement que l'Univers a une histoire, qu'il est né du Big Bang, il y a près de 13,7 milliards d'années. D'où une donnée importante : l'Univers a une taille de 13,7 milliards d'années-lumière (soit de l'ordre de 1026 mètres).

Pour beaucoup d'élèves, pourtant, l'Univers est infini et ne peut avoir de taille. Une réponse par Christian Magnan, du Collège de France.


La "preuve" du Big Bang se fait de plus en plus précise : on mesure dans le ciel son image résiduelle,
le fond diffus cosmologique à 3 K.

Le Big Bang n'est pas une explosion.
Eh non, l'Univers n'est pas né dans un feu d'artifice. Simplement parce que pour exploser, il faut un lieu. Or, l'Univers contient par définition tout ce qui existe, et il ne peut rien y avoir à l'extérieur de lui-même. Résultat : le Big Bang n'a explosé nulle part, et l'Univers est né... dans lui-même.
Selon les astrophysiciens, les notions même d'espace et de temps sont apparues avec le Big Bang (certes, c'est sur à avaler, mais ils ont bien des arguments). Du coup, savoir d'où vient l'Univers et ce qu'il y avait avant que le temps n'existe n'a pas de sens. En vérité, en deçà d'un taille et d'un laps de temps infimes - 10-44 secondes pour être exact, la durée de Planck -, les lois de la Physique telles que nous les connaissons actuellement cessent de fonctionner. Tentez donc l'expérience : prétendez sans rire que l'Univers était un sandwich aux cornichons avant le Big Bang, et aucun astrophysicien sérieux ne vous contredira. Parce qu'il ne sait pas ? Non : parce qu'il ne peut pas savoir.

L'Univers a connu une expansion fulgurante.
Après le Big Bang, l'Univers était une cocotte-minute remplie d'une quantité infernale d'énergie. La température y atteignait des sommets, et des escadrilles de particules surexcitées tentaient de s'échapper de tous côtés. Elles poussent donc avec une force inouïe sur les parois de la cocotte.
Sauf que... l'Univers n'a pas de parois ! C'est donc l'espace qui va se disloquer, déchiré par l'énergie qu'il abrite. Ne l'imaginez pas comme un ballon de baudruche qui grossit sans cesse : l'Univers n'a ni limite, ni surface. Comme l'intérieur d'une éponge comprimée qui, une fois libérée, voit chacun de ses interstices gonfler en repoussant les autres.
A quelle allure ? Considérablement plus vite que la vitesse de la lumière. Certes, il s'agit d'une vitesse que rien ne peut dépasser, mais ce n'est valable que pour l'ensemble des particules qui peuplent l'Univers.... pas pour l'Univers lui-même. Imaginez des fourmis gambadant à fond de train sur un élastique : si vous l'étirez très vite, elles sembleront s'éloigner l'une de l'autre à un rythme effréné.
Cette période durant laquelle l'Univers a connu une croissance inimaginable porte le nom d'inflation. On estime qu'il aurait alors vu sa taille multipliée par environ 1050 en une fraction de seconde. Ensuite, à mesure que l'énergie s'est répartie dans un volume toujours plus grand, la pression exercée sur l'espace s'est amoindrie. A tel point que l'on pense que les dimensions de l'Univers n'ont augmenté "que" de 1 000 fois au cours des 13 derniers milliards d'années.

L'Univers n'a pas de centre.
Dans notre petit coin de Voie Lactée, les astronomes remontent le temps à grands coups de télescope. Mais malgré tous leurs efforts, leur vision se limite au mieux à quelque 13 à 14 milliards d'années-lumière à la ronde, ce qu'on appelle l'Univers observable. Pourquoi "si peu" ? Parce que tel est l'âge de l'Univers et qu'au-delà, aucune lumière ne peut être détectée. Or, nous savons aujourd'hui qu'il est infiniment plus grand du fait de l'inflation. Un astronome extraterrestre, imaginons-le bêtement avec 14 mirettes et 18 tentacules, verrait-il plus loin ? Pas davantage : lui aussi serait victime de cette limite, car l'expansion de l'Univers a eu lieu dans son coin de galaxie comme dans le nôtre. Bref, aucun point de vue n'est privilégié, car il n'y a pas un centre à partir duquel l'Univers aurait gonflé. Difficile à gober !

En savoir plus : http://www.astrosurf.com/luxorion/menu-cosmologie.htm