L'univers gonfle comme un pudding.


En 1929, Monsieur Edwin Hubble, astronome américain, rend publiques les données d’une campagne de mesures sur un grand nombre de galaxies :

A grande échelle, nous sommes dans un univers homogène dans toutes les directions, c’est-à-dire isotrope. Cet univers est en expansion.

La théorie de la Relativité Générale de Monsieur Albert Einstein a été publiée en 1916. Ses conséquences font penser à un pudding avec des grains de raisin. Pendant la cuisson, le pudding gonfle en entraînant les grains. Pardonnez-moi de vous faire saliver ainsi. Les grains, ce sont les galaxies. Notre terre est perdue quelque part dans un des grains.

Chaque grain voit les autres grains s’éloigner. Deux grains étant choisis au hasard, plus ils sont éloignés, plus il y a de la pâte qui gonfle entre eux, et plus ils s’éloignent rapidement l’un de l’autre. Il n’y a pas de grain privilégié. Aucun grain ne peut revendiquer la place du centre du monde.

Nous n’avons aucune idée de la taille globale du pudding. Certains chercheurs proposent une taille infinie, sans en avoir la certitude absolue.

Vous l’avez deviné, la pâte qui gonfle représente l’espace. L’espace lui-même se dilate en entraînant dans son expansion les galaxies.

Maintenant, passons à table. Nous allons prendre une nappe quadrillée et EN TISSU ELASTIQUE. Disposons dessus 4 assiettes :

Nappe non étirée.

Quatre personnes vont tirer de la même façon sur chacun des coins de la nappe élastique :

Nappe étirée.

Les 4 assiettes se sont éloignées d'une certaine distance. Vous l'avez deviné, les assiettes représentent des galaxies, et la nappe quadrillée en tissu élastique représente l'espace.

Reprenons la même expérience, mais cette fois en disposant les assiettes plus loin les unes des autres :

Nappe non étirée.

Quatre personnes vont tirer maintenant sur chacun des coins de la nappe élastique, pendant la même durée et de la même façon que dans la première expérience, :

Nappe étirée.

Les 4 assiettes se sont éloignées d'une certaine distance, encore plus grande que dans la première expérience, et pendant la même durée. Plus les 4 assiettes sont éloignées au départ, plus leur vitesse d'éloignement est grande, sur une nappe élastique qui est étirée.

La vitesse d'écartement des galaxies est d'autant plus grande qu'elles sont éloignées.

Les assiettes ne glissent pas sur la nappe. Leur éloignement n'est dû qu'à l'étirement de la nappe élastique.

Statistiquement et à grande échelle, les galaxies ne se déplacent pas dans l'espace. Elles sont immobiles dans un espace qui se dilate. En réalité, certaines galaxies s'attirent entre elles, et un mouvement de déplacement dans l'espace se superpose à celui de la dilatation de l'espace.

Ne demandez pas à un astrophysicien pourquoi l'espace est en expansion. Il vous répondra sans doute que c'est un modèle qui reste cohérent avec les mesures faites par les observatoires et les satellites. Demandez-lui plutôt quelques chiffres :

Nous pourrions arpenter l’espace avec le mètre étalon en platine iridié qui dort au pavillon de Breteuil à Paris. Avec ce mètre étalon, nous pourrions quadriller l’espace avec des cubes de 1 mètre de côté. Si l’expansion de l’univers se fait partout de la même façon, ce mètre étalon grandit de 0,726 x 10-10 mètre par an, chacun des cubes aussi, et même chacun des atomes qui composent votre corps, cher lecteur. Tout grandit, car l’espace lui-même grandit. A notre échelle, c’est indécelable. Mais une galaxie à 2,4 milliards d’ années-lumière de nous s’éloigne à 51 000 km / sec, uniquement à cause de la dilatation de l’espace.

La littérature parle du facteur d'échelle. C'est le rapport entre le mètre étalon d'aujourd'hui et celui d'autrefois, qui a varié au cours du temps. Le taux d'expansion, ou constante d'Hubble, est la variation du facteur d'échelle dans le temps.

Le taux d'expansion s'exprime en vitesse de dilatation (en km / sec) d'un cube d'1 million de parsecs de côté. 1 million de parsecs = 3,09 x 1019 km. La valeur admise actuellement est 71 km / sec / mpc à plus ou moins 5 % près. Cela donne un coefficient de dilatation de 71 / (3,09 x 1019) par seconde. Il y a 3,16 x 107 secondes dans une année. Par an, le coefficient de dilatation devient 71 * 3,16 x 107 / (3,09 x 1019), soit 0,726 x 10-10 par an, à plus ou moins 5 % près.

Si, une seconde après le "début" de l'univers, ce taux d'expansion avait eu une valeur très légèrement plus petite d'un facteur de (1 - 10-17), l'univers se serait déjà effondré sur lui-même à ce jour, rendant toute vie impossible. Même si nous n'arrivons pas à déterminer de façon très précise le taux d'expansion, sa valeur à l'origine devait être fixée avec une précision diabolique pour permettre l'éclosion de la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui.

Selon la Relativité Générale de Monsieur Albert Einstein, les masses des planètes, des étoiles et des galaxies façonnent l’espace autour d’elles. Si l’espace entre les galaxies a tendance à s’étirer de façon homogène sur des échelles de l’ordre de 3 x 1021 km , l’espace à l’intérieur d’un grand nombre de galaxies, dont la nôtre, ne se dilate pratiquement pas. A proximité d’objets très denses, il peut même se contracter.

Si l’univers se dilate, il était donc plus concentré dans le passé. Et jusqu’à quel point ? L'article suivant vous fera voyager dans le passé.

La soupe.
Sommaire.


Mise à jour : 14 février 2003.