Un physicien explique l’expansion de l’univers
Lorsque vous faites cuire un pain ou une fournée de muffins, vous placez la pâte dans un moule. Au fur et à mesure de la cuisson, la pâte se dilate dans le moule, ce qui fait que les pépites de chocolat ou les myrtilles se déplacent plus loin les unes des autres.
D’une certaine manière, l’expansion de l’univers est similaire. Cependant, il y a une différence clé : alors que la pâte se dilate dans un moule, l’univers n’a rien dans quoi se dilater. Il se dilate en lui-même.
Ce concept peut être déroutant, car l’univers, par définition, comprend tout. Il n’y a pas de moule — juste de la pâte. Même s’il y avait un moule, il ferait partie de l’univers et se dilaterait avec lui.
En tant que professeur de physique et d’astronomie ayant étudié l’univers pendant des années, je comprends à quel point cette idée peut être difficile à saisir. Vous ne rencontrez rien de similaire dans la vie quotidienne. C’est un peu comme demander dans quelle direction est plus au nord que le pôle Nord.
Pour aider à visualiser l’expansion, pensez à la façon dont les galaxies s’éloignent de la nôtre, la Voie lactée. Les scientifiques suivent ces mouvements pour définir le taux d’expansion de l’univers, ce qui leur permet d’imaginer l’expansion sans avoir besoin de quelque chose dans quoi se dilater.
Le Big Bang : L’expansion rapide de l’univers il y a 13,8 milliards d’années
L’univers a commencé il y a 13,8 milliards d’années avec le Big Bang, un événement qui n’était pas une explosion, mais une expansion rapide à partir d’une singularité dense et chaude. Cette expansion, appelée inflation, a provoqué le déplacement de chaque point de l’univers vers l’extérieur.
Ensuite, l’univers s’est condensé et refroidi, ce qui a conduit à la formation de la matière et de la lumière. Au fil du temps, il a évolué pour devenir l’univers que nous connaissons aujourd’hui.
En 1922, le physicien Alexander Friedman a proposé pour la première fois que l’univers puisse s’étendre. Plus tard, Edwin Hubble l’a confirmé en montrant que les galaxies s’éloignaient de la Voie lactée. En 1929, il a révélé que non seulement l’univers s’étendait, mais que son taux d’expansion accélère.
Cette expansion accélérée reste un mystère. Les scientifiques peinent toujours à expliquer comment l’univers peut surmonter l’attraction gravitationnelle et s’étendre à un rythme croissant. Pour visualiser cela, ils utilisent souvent le modèle de l’« entonnoir d’expansion », où l’extrémité étroite représente le début de l’univers et l’entonnoir élargi illustre son expansion.
L’énergie sombre : La force mystérieuse qui accélère l’expansion de l’univers
L’énergie derrière cette expansion accélérée est appelée énergie sombre. Bien que les scientifiques ne puissent pas la mesurer ou l’observer directement, ils estiment que l’énergie sombre représente environ 68 % de l’énergie totale de l’univers. En revanche, la matière ordinaire ne constitue que 5 %.
Mais qu’y a-t-il au-delà de l’univers en expansion ? Actuellement, les scientifiques n’ont aucune preuve de quoi que ce soit au-delà de notre univers connu. Cependant, certains proposent l’existence de multiples univers, ce qui pourrait aider à résoudre des problèmes dans les modèles actuels de notre univers.
Un défi majeur est de concilier la mécanique quantique, qui régit le monde à petite échelle, avec la gravité, qui opère à grande échelle. Dans le monde quantique, les objets se comportent de manière probabiliste et peuvent apparaître et disparaître. En mécanique classique, les objets se comportent de manière prévisible, sans de telles fluctuations.
Ces deux domaines ne s’intègrent pas facilement. Certaines théories, comme la théorie des cordes et les modèles du multivers, tentent de combler cet écart, suggérant que plusieurs univers pourraient expliquer comment la gravité et la mécanique quantique pourraient coexister.
Indépendamment de ces théories, l’univers continuera de s’étendre, les galaxies s’éloignant les unes des autres au fil du temps.
Lire l’article original : Science Alert
En savoir plus : Scitke
