L'Univers, genèse d'une théorie

Résumé du document

Les acquis de la physique contemporaine ont poussé les scientifiques à proposer des modèles, souvent très hardis, qui décrivent étape par étape l'évolution de l'Univers depuis sa « naissance », le big-bang (...)

Extraits

[...] L'Univers pourrait aussi rebondir avant qu'il n'atteigne la singularité, et se dilater de nouveau. Mais le modèle correspondant Univers yo‑yo est considéré comme hérétique par les fidèles du big‑bang, qui tiennent précisément à la singularité de l'instant zéro. Un perfectionnement du modèle : l'univers inflationniste Dans le modèle standard, l'Univers est constitué à ses premiers instants d'un de particules en équilibre thermique: il est homogène et isotrope, c'est‑à‑dire qu'il a les mêmes propriétés en tous points et dans toutes les directions. [...]

[...] Les astronomes ont réussi, après analyse des données, à fixer la distance qui nous sépare de l'amas de la Vierge, soit 50 millions d'années‑lumière. Distance très surprenante et pour le moins très embarrassante pour ces spécialistes, car l'amas de la Vierge ne devrait pas être si «proche» de nous au bout de 18 milliards d'années, estimation haute de l'âge de l'Univers! En effet, depuis le big‑bang, l'Univers poursuit son expansion, et l'amas de la Vierge, s'éloignant de nous à plus de 1200 km/s, devrait actuellement se situer à environ 100 millions d'années‑lumière. Pour son grand âge, l'Univers est anormalement petit! [...]

[...] Le décalage vers le rouge des galaxies lointaines. Ce mouvement d'expansion de l'Univers est apparu à E. Hubble en analysant, à l'aide d'un spectroscope, le spectre de la lumière venue des galaxies lointaines. Il a ainsi noté que cette lumière présentait un phénomène particulier: elle semblait glisser du bleu vers le rouge, autrement dit des hautes fréquences vers les basses fréquences. Tout comme le son d'une voiture nous apparaît aigu (courtes longueurs d'onde), lorsque celle-ci s'approche de nous, ou grave (grandes longueurs d'onde), lorsqu'elle s'éloigne. [...]

[...] Il faut donc retenir que, si la constante H est petite, l'Univers est âgé; si elle est grande, l'Univers est jeune. À l'époque de sa découverte, E. Hubble, en se trompant sur la distance des céphéides dans la galaxie d'Andromède, avait trouvé la valeur constante de 530 km/s/Mpc, soit un Univers tout jeune d'à peine 2 milliards d'années. Côté expérimental, les choses se compliquent, non pas avec la vitesse de récession, qui est relativement facile à déterminer (avec une excellente précision évaluée à 0,1 mais avec la distance, dont la mesure est un calcul périlleux. [...]

[...] Peut-on attribuer à la densité actuelle une valeur certaine ? Malheureusement non. Si l'on tient compte, dans l'estimation de la densité, de la seule matière visible (étoiles, galaxies, gaz), on obtient à peine de la densité critique requise pour «fermer» l'Univers. Or nous savons que l'Univers est baigné par une grande quantité de matière invisible: nuages de poussières et de gaz, étoiles éteintes, trous noirs, neutrinos, voire d'autres particules non encore détectées. Vraisemblablement, la densité est proche de sa valeur critique, mais on ne peut préciser si elle est inférieure (Univers ouvert) ou supérieure (Univers fermé). [...]