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Quelle est la taille de l’Univers ?

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Quelle est la taille de l’Univers ? Les cosmologistes n’en ont pas la moindre idée. En revanche, l’Univers observable, c’est-à-dire sa partie visible qui englobe tous les points de l’espace suffisamment proches de nous pour avoir eu le temps de nous faire parvenir leur lumière, a lui une taille bien définie.

La théorie de la relativité générale d’Einstein qui permet de décrire l’évolution de l’Univers entier depuis sa naissance et selon laquelle l’espace-temps serait extensible ne permet pas à ce jour de répondre à la question de la taille de l’espace. La théorie de l’inflation nous indique que le Big Bang aurait été suivi d’une période très courte d’expansion extrêmement rapide dénommée inflation. Mais s’agit-il de l’expansion d’une sorte de bulle de taille finie ou l’espace avait-il déjà une taille infinie au moment où a commencé son expansion ? On ne sait pas, tout simplement parce que la théorie d’Einstein est compatible avec les deux réponses. En revanche concernant la taille de l’Univers observable, les cosmologistes ont quelques certitudes.

L’âge de l’univers étant de 13,8 milliards d’années environ, on serait donc tentés de penser que sa taille observable serait donc de 13,8 milliards d’années puisqu’aucune particule de lumière n’a pu voyager plus longtemps que l’âge de l’Univers. Ce n’est pas si simple, puisqu’à cause du phénomène d’expansion de l’Univers, le lieu d’origine de ces particules de lumière s’est éloigné de nous en même temps que ces dernières se propageaient dans notre direction. D’après les calculs, ses confins se situeraient en fait aujourd’hui à 45,6 milliards d’années-lumière, faisant de l’Univers observable une sorte de sphère centrée sur la Terre de 45,6 milliards d’années-lumière de rayon (soit 450 000 milliards de milliards de kilomètres).

Les chercheurs ont donc une idée plus ou moins claire de la taille de cet univers observable, mais ces calculs ne renseignent en rien sur les proportions de l’ensemble ni sur l’existence d’une éventuelle frontière. La taille de l’Univers dans son ensemble va donc bien au-delà, mais il n’existe à ce jour aucun moyen de le savoir.

Pour tenter d’y voir un peu plus clair, l’éditeur De Boeck interrogeait il y a quelques mois dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, Richard Taillet, chercheur au laboratoire d’Annecy-le-Vieux de Physique théorique :

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