« Univers » : différence entre les versions

▲En extrapolant l'expansion de l'Univers dans le passé, on arrive à une époque où celui-ci a dû être beaucoup plus chaud et beaucoup plus dense qu'aujourd'hui. C'est le modèle du {{langue|en|[[Big Bang]]}}, conçu par [[Georges Lemaître]], chanoine catholique belge, qui est un ingrédient essentiel de l'actuel [[modèle standard de la cosmologie]] et {{Référence nécessaire|possède aujourd'hui un grand nombre de confirmations expérimentales}}. La description du début de l'histoire de l'Univers par ce modèle ne commence cependant qu'après qu'il fut sorti d'une période appelée [[ère de Planck]], durant laquelle l'échelle d'énergie de l'Univers était si grande que le [[modèle standard (physique)|modèle standard]] n'est pas en mesure de décrire les phénomènes quantiques qui s'y sont déroulés. Durant cette époque, seule une théorie de la [[gravitation quantique]] pourrait expliquer le comportement microscopique de la matière sous l'influence importante de la gravité. Mais les physiciens ne disposent pas encore (en 2015) d'une telle théorie. Pour des raisons de cohérence avec les observations, après l'ère de Planck le modèle du {{langue|en|Big Bang}} privilégie aujourd'hui l'existence d'une phase d'[[inflation cosmique]], très brève mais durant laquelle l'Univers aurait grandi de façon extrêmement rapide. C'est à la suite de cette phase que l'essentiel des [[particule subatomique|particules]] de l'Univers aurait été créé à une haute température, enclenchant un grand nombre de processus importants<ref>, comme la [[nucléosynthèse primordiale]] par exemple ou encore la [[baryogénèse]].</ref> qui ont finalement abouti à l'émission d'une grande quantité de lumière, appelée [[fond diffus cosmologique]], qui peut être aujourd'hui observé avec une grande précision par toute une série d'instruments ([[ballon-sonde|ballons-sondes]], [[sonde spatiale|sondes spatiales]], [[radiotélescopes]]).

▲C'est l'observation de ce [[rayonnement fossile]] [[micro-onde]], remarquablement uniforme dans toutes les directions, qui constitue aujourd'hui l'élément capital qui assoit le modèle du {{langue|en|Big Bang}} comme description correcte de l'Univers dans son passé lointain. De nombreux éléments du modèle restent encore à déterminer (par exemple le modèle décrivant la phase d'inflation), mais il y a aujourd'hui [[consensus]] de la [[communauté scientifique]] autour du modèle du {{langue|en|Big Bang}}.

▲Dans le cadre du [[modèle ΛCDM]], les contraintes issues des observations de la sonde [[Wilkinson Microwave Anisotropy Probe|WMAP]]<ref>Lancée par la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]].</ref> sur les [[paramètre cosmologique|paramètres cosmologiques]] indiquent une valeur la plus probable pour l'[[âge de l'Univers]] à environ {{unité|13.82|milliards}} d'années<ref name="wmap3years">{{en}} D.N. Spergel ''et al.'', [https://arxiv.org/abs/astro-ph/0603449 {{langue|en|''Wilkinson microwave anisotropy probe (wmap) three year results : implications for cosmology.''}}] soumis à Astrophys. J., prépublication disponible sur la base de données [[arXiv]].</ref> avec une incertitude de {{unité|0.02|milliard}} d'années, ce qui est en accord avec les données indépendantes issues de l'observation des [[amas globulaire]]s<ref name="amas globulaires">{{en}} Chaboyer, B. & Krauss, [https://arxiv.org/abs/astro-ph/0201443 {{langue|en|''Theoretical Uncertainties in the Subgiant--Mass Age Relation and the Absolute Age of Omega Cen''}}] L. M. 2002, ApJ, 567, L45.</ref> ainsi que celle des [[naine blanche|naines blanches]]<ref>{{Article

▲# Est-ce que l'Univers est « plat » ? C'est-à-dire : est-ce que le [[théorème de Pythagore]] pour les [[triangle]]s droits est valide à de plus grandes échelles ? Actuellement, la plupart des [[cosmologue]]s pensent que l'Univers observable est (presque) plat, juste comme la Terre est (presque) plate<ref>{{en}}[http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html {{langue|en|''Shape of the Universe''}}].</ref>.

▲En 2013, il est prouvé que l'Univers est plat avec une marge d'erreur de seulement 0,4%. Cela donne à penser que l'Univers est infini en étendue<ref>{{Lien web |titre=WMAP- Shape of the Universe |url=https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html |site=map.gsfc.nasa.gov |consulté le=2021-09-06}}</ref>. Cependant, du fait que la [[vitesse de la lumière]] soit également finie et constante dans le vide, l'âge fini de l'Univers implique que seulement un volume fini de l'Univers ne soit accessible à l'observation directe depuis la Terre ; on parle alors de l'[[Univers observable]]. Tout ce que nous pouvons vraiment conclure est que l'Univers est beaucoup plus grand que le volume que nous pouvons observer directement<ref>{{Lien web|titre=WMAP- Shape of the Universe|url=https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html|site=map.gsfc.nasa.gov|consulté le=2017-01-05}}.</ref>.

▲Selon les prédictions du [[modèle cosmologique]] le plus couramment admis de nos jours, les « objets galactiques » auront une fin : c'est la [[mort thermique de l'Univers]]. Le [[Soleil]], par exemple, s'éteindra dans {{unité|5 (à 7)|milliards}} d'années, lorsqu'il aura consumé tout son combustible. À terme, les autres étoiles évolueront elles aussi dans des cataclysmes cosmologiques (explosions, effondrements). Déjà les naissances d'étoiles ralentissent<ref>Actuellement, l'observation de notre galaxie dénombre la naissance d'une ou deux étoiles par an.</ref> faute de matière, qui se raréfie au fil du temps. Dans {{unité|20|milliards}} d'années environ, aucun astre ne s'allumera plus. L'Univers sera peuplé d'étoiles éteintes ([[étoile à neutrons|étoiles à neutrons]], [[naine blanche|naines blanches]], [[trou noir|trous noirs]]) et des [[naine rouge|naines rouges]] résiduelles. À bien plus longues échéances, les galaxies se désagrégeront dans des collisions géantes par leurs [[graviton|interactions gravitationnelles]] internes et externes<ref>[[Jean-Pierre Luminet]], astrophysicien, CNRS, Observatoire de Paris-Meudon, in ''[[Sciences & Avenir]]'' {{Numéro|729}}, novembre 2007.</ref>.

▲En ce qui concerne le contenant (« l'espace »), {{qui|certains physiciens}} pensent que le processus d'expansion sera [[gravitation]]nellement ralenti et s'inversera selon le scénario du {{langue|en|''[[Big Crunch]]''}}<ref>Littéralement : « grand écrasement ».</ref>. Pour d'autres{{qui}}, l'expansion, qui semble à présent stagner, s'arrêtera à jamais. Peu à peu, les astres éteints s'agglutineront en [[trou noir|trous noirs]]. L'Univers, sans aucune structure, ne sera plus qu'un bain de [[photon]]s de plus en plus froids<ref>D'après une théorie de [[Stephen Hawking]] (dans son livre ''Une brève histoire du temps''), si l'Univers continue indéfiniment à s'étendre, les particules issues d'explosions successives ne seront plus assez proches les unes des autres pour recréer des étoiles après leur explosion et l'expansion s'arrêtera.</ref>. Toute activité dans l'Univers s'éteindra ainsi à jamais : c'est le ''[[Big Chill]]''. Un scénario similaire existe : le ''[[Big Chill modifié]]''. La gravitation et l'énergie noire restent constantes mais ont tendance à accélérer. L'Univers subira le Grand Refroidissement mais l'expansion continuera d'une façon stable et toute activité cessera. Les galaxies fusionneront puis mourront peu à peu. Si au contraire la quantité d'[[énergie sombre]] croît, l'Univers continuera son expansion à une vitesse toujours plus grande pour exploser à toutes les échelles : toute la matière qui le compose (y compris les [[atome]]s) se déchirera par dilatation de l'espace et le temps lui-même sera détruit. C'est le {{langue|en|''[[Big Rip]]''}} (littéralement : « grand déchirement »). Certains modèles prévoient une telle fin dans {{unité|22|milliards}} d'années.