Les mystères de l’Univers
Quelle est la taille de l’Univers ?
Ce que l’on peut voir mesure 93 milliards d’années-lumière. Le reste ? Personne ne le sait.
L’Univers est tellement grand qu’on ne sait même pas s’il a une fin !
Pour mesurer ces distances, on utilise la vitesse de la lumière. La lumière est la chose la plus rapide qui existe : elle pourrait faire sept fois le tour de la Terre en une seule seconde. Pourtant, la lumière des galaxies les plus lointaines a mis des milliards d’années à arriver jusqu’à nous.
Ça veut dire une chose incroyable : quand tu regardes très loin, tu regardes aussi dans le passé. Les étoiles que tu vois, tu les vois comme elles étaient il y a très longtemps.
Personne ne connaît la taille totale de l’Univers. Il est peut-être même infini ! En revanche, on connaît la taille de la partie que l’on peut voir : l’Univers observable.
Pour mesurer ces distances, on utilise l’année-lumière : la distance parcourue par la lumière en un an, soit environ 9 460 milliards de kilomètres. L’Univers a 13,8 milliards d’années, donc on ne peut voir que la lumière partie depuis au plus 13,8 milliards d’années. Mais comme l’espace s’est étiré pendant le voyage, les objets d’où elle est partie sont aujourd’hui beaucoup plus loin. Résultat : l’Univers observable mesure environ 93 milliards d’années-lumière de diamètre.
Et regarder loin, c’est regarder dans le passé. On voit le Soleil tel qu’il était il y a 8 minutes, la galaxie d’Andromède telle qu’elle était il y a 2,5 millions d’années. Le télescope James-Webb a même photographié des galaxies nées moins de 300 millions d’années après le Big Bang !
La taille de l’Univers entier est inconnue. Les mesures du fond diffus cosmologique, notamment par le satellite Planck, montrent que l’espace est géométriquement plat à mieux qu’un pour cent près, ce qui est compatible avec un Univers infini, mais aussi avec un Univers fini beaucoup plus grand que la partie accessible. Ce que l’on sait décrire, c’est l’Univers observable : la région dont la lumière a eu le temps de nous atteindre depuis le Big Bang.
Son rayon n’est pas de 13,8 milliards d’années-lumière, comme on le lit parfois. Pendant que la lumière voyageait, l’espace a continué de s’étendre : les régions qui ont émis le fond diffus cosmologique se trouvent aujourd’hui à environ 46 milliards d’années-lumière. L’Univers observable a donc un diamètre de l’ordre de 93 milliards d’années-lumière. Il contient des centaines de milliards de galaxies, peut-être davantage.
La vitesse finie de la lumière fait de chaque télescope une machine à remonter le temps. La lumière de la Lune a 1,3 seconde, celle du Soleil environ 8 minutes, celle d’Andromède 2,5 millions d’années. Le télescope James-Webb a identifié des galaxies dont la lumière a été émise moins de 300 millions d’années après le Big Bang, plus brillantes et plus précoces que prévu, ce qui stimule les modèles de formation des galaxies.
L’expansion accélérée, attribuée à l’énergie sombre, implique enfin un horizon : les galaxies au-delà d’une certaine distance s’éloignent trop vite pour que leur lumière actuelle nous parvienne jamais. Dans un avenir très lointain, les observateurs ne verraient plus guère que leur propre groupe de galaxies.
Tu te demandes peut-être aussi…
C’est quoi, le Big Bang ?
Il y a 13,8 milliards d’années, tout l’Univers tenait dans un état brûlant… et il grandit encore aujourd’hui.
Combien y a-t-il d’étoiles ?
Plus que de grains de sable sur toutes les plages de la Terre.
Pourquoi l’espace est-il noir ?
Avec des milliards de milliards d’étoiles, le ciel nocturne devrait être éblouissant. Pourquoi ne l’est-il pas ?