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Où est le centre de l’Univers ?

Crédits : Pixabay / geralt

Les Hommes se sont longtemps pensés au centre de l’Univers : comment ne pas l’imaginer en regardant le ciel nocturne, avec ces étoiles dans toutes les directions ? Mais le sommes-nous réellement ? Si non, où est le centre de l’Univers ?

L’Univers n’a pas de centre, tout simplement parce qu’il n’a pas de bord. Dans un univers fini, l’espace est courbé de telle manière que si vous pouviez voyager des milliards d’années-lumière en ligne droite, vous finiriez par revenir à votre point de départ. Il est également possible que notre Univers soit infini. Dans les deux cas, les groupes de galaxies l’emplissent totalement et s’éloignent les unes des autres en tout point.

Si notre Univers est fini, une façon d’y penser est d’imaginer une fourmi bidimensionnelle qui vit à la surface d’un ballon parfaitement sphérique. Du point de vue de la fourmi, il n’y a pas de centre sur la surface de la sphère, ni de bord. Si vous gonflez le ballon, la fourmi verra son univers bidimensionnel se dilater. Dessinez des points sur la surface, et ils s’éloigneront les uns des autres – tout comme les galaxies de notre univers réel. Pour la fourmi dans cet univers bidimensionnel, toute troisième dimension qui s’étend perpendiculairement à la surface du ballon – vers le centre du ballon – n’a aucune signification physique. « Elle sait qu’elle peut aller en avant et en arrière, qu’elle peut aller à gauche et à droite », explique Barbara Ryden, astrophysicienne à l’Université de l’Ohio. « Mais il n’a pas de concept de haut et bas ».

Notre Univers est en quelque sorte une version 3D du ballon 2D de la fourmi. Mais l’analogie du ballon, avec sa surface limitée, représente ici un univers fini. À ce jour, on ne sait pas si notre Univers est fini ou non. Limitées par la distance parcourue par la lumière depuis le Big Bang, les observations des cosmologistes n’offrent qu’un aperçu limité du cosmos, mais l’Univers entier pourrait être infini. Si c’est le cas, alors vous pouvez remplacer le ballon avec une feuille de caoutchouc plate qui se dilate pour toujours. Si vous voulez penser à un univers en 3D, imaginez une miche de pain aux raisins qui ne cesse de s’étendre. Les raisins secs, dans ce cas, représentent les galaxies qui s’éloignent les unes des autres. Si l’Univers est infini, il n’y pas de centre non plus. Rappelons que l’Univers ne s’inscrit pas dans un espace : il inclut tout ce qui existe. Il ne peut donc y avoir de frontière, et par conséquent il n’y a pas « d’extérieur » à l’Univers.

Que l’Univers soit plat ou incurvé dépend de la quantité totale de masse et d’énergie dans le cosmos. Jusqu’à présent, les idées théoriques et les observations – telles que celles du rayonnement de fond diffus cosmologique, la rémanence du Big Bang – pointent vers un univers remarquablement plat. Mais les cosmologistes ne sont toujours pas sûrs que l’univers soit plat ou que la courbure soit si infime que l’univers nous apparaît comme parfaitement plat – de la même manière que nous pourrions imaginer la Terre plate depuis sa surface.

La question que nous pourrions alors nous poser est la suivante : où le Big Bang a-t-il eu lieu ? La réponse est : partout. Si l’on part du principe que l’Univers se déploie dans toutes les directions et qu’il a commencé dans l’explosion titanesque d’un atome ultra dense voici 13,7 milliards d’années, on pourrait alors, intuitivement, se dire qu’il nous suffit de prendre un télescope pour scruter le ciel à la recherche du point de l’espace où l’explosion a eu lieu. Mais encore une fois, l’Univers ne s’inscrit pas dans un espace, il « est » l’espace ». Il y a 13,7 milliards d’années, une unité d’espace était simplement beaucoup plus petite qu’aujourd’hui, et toute la matière était contenue à l’intérieur.

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