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Chaque année, nous perdons un peu de l’Univers observable

Crédits : Flickr/Hubble - ESA

Tous les jours, aux confins de l’Univers observable, des galaxies disparaissent. Elles ne s’évaporent pas. Elles sont simplement “chassées” pour finalement pénétrer, malgré elles, dans cette étendue mystérieuse appelée “Univers inobservable”. Mais comment est-ce possible ?

Le Big Bang marque les “débuts” de l’Univers. C’est en fait l’apparition de l’espace lui-même. La totalité d’énergie actuelle présente dans l’Univers s’est alors manifestée à cet instant. Il n’y en a aujourd’hui ni plus, ni moins. Si l’on compare l’Univers a une tête d’épingle au moment du Big Bang, sa taille équivalait en fait, il y a environ 13,8 milliards d’années, au plus petit volume qui puisse exister­ avec toute cette énergie disponible. Ce plus petit volume, les cosmologistes l’estiment à 10*-35 mètre. Et cette distance se parcourt, en vitesse lumière, en 10*-43 seconde.

Duplications d’espaces

Cette vitesse de la lumière ne peut pas être dépassée puisqu’elle est manifestée, au départ, par toute l’énergie disponible au moment du Big Bang. Une vitesse plus grande signifierait un parcours plus court dans le même laps de temps, ce qui est impossible puisqu’on ne peut pas aller en deçà des 10*-35 mètre. Le volume d’espace initial ne pouvant être plus court, et la vitesse ne pouvant aller plus vite passée sa limite, le volume initial dut donc se dupliquer dans toutes les directions pour commencer à s’étendre. Et ces duplications nécessitent à chaque fois 10*-43 sec pour se produire.

Ce sont donc ces “duplications” qui sont responsables de l’expansion de “l’espace-temps” à la vitesse de la lumière (chaque plus petit espace dupliqué le fait en vitesse lumière). Mais alors, comment cette expansion de l’Univers peut-elle alors s’accélérer ?

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Dans l’encadré, nous sommes 800 millions d’années après le Big Bang. Les premières galaxies sont apparues quelques millions d’années plus tôt. Un milliard d’années après le Big Bang, le gaz était entièrement ionisé. Crédits : NAOJ

Augmentation accélérée de “reproduction d’espace”

En fait, l’Univers n’accélère pas “sa vitesse” (car on ne peut dépasser la vitesse lumière),  c’est la “production” d’espace (duplications) qui est multipliée : un premier volume s’est dupliqué en 8 volumes additionnels, puis ces 8 volumes ont produit 16 nouveaux volumes et ainsi de suite. Lorsque l’ensemble des volumes de base atteignit un diamètre d’un mégaparsec, la duplication produite à ce moment-là équivalait à un diamètre de 67,8 km d’espace nouveau par seconde. C’est ce qu’on appelle aujourd’hui la Constante de Hubble (67,8 km/megaparsec/seconde).

Ainsi – comme on l’observe aujourd’hui – les supernovas, étoiles ou galaxies s’éloignent de plus en plus vite les unes des autres, non pas par augmentation de la vitesse de leur déplacement, mais par augmentation accélérée de “reproduction d’espace” entre chaque galaxie.

Un Univers inaccessible

L’Univers est âgé d’environ 13,8 milliards d’années. Mais en prenant en compte son expansion accélérée, les cosmologistes estiment aujourd’hui le rayon de l’Univers observable à environ 46 milliards d’années-lumière. Mais “Univers observable” ne veut pas dire tout l’univers. L’univers observable représente simplement tout ce qui peut être détecté depuis la Terre. Des photons (lumière) ne sont pas encore parvenus jusqu’à nous. Devrions-nous alors les attendre ?

Non, car les régions de l’espace lointain s’éloignent de nous plus rapidement que la vitesse de la lumière (à cause de la duplication d’espaces entre chaque objet). Ainsi, nous pouvons dire avec certitude que la lumière de ces régions du cosmos ne pourra jamais nous atteindre. C’est un peu comme si vous observiez un ami vous tendre la main le plus possible pour attraper la vôtre, mais qu’une tiers personne l’éloigne de vous en même temps un peu plus vite. Vous n’attraperez jamais sa main, car la force qui le ramène en arrière est plus importante.

Ainsi, l’expansion de l’Univers s’accélérant continuellement, chaque année, de plus en plus de régions de l’espace se retrouvent “tirées” vers cet horizon cosmique, pénétrant ainsi dans l’Univers non observable. C’est pourquoi un jour, toutes les autres galaxies (mises à part celles qui sont liés à la Voie lactée) disparaîtront peu à peu dans cet abîme noir et profond.

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