Qu’est-ce que l’univers ? | Sciences en direct

L’univers est littéralement tout, la somme de toute existence. Il comprend toute la matière, comme les étoiles et les galaxies. L’univers comprend également tous les rayonnements et toutes les autres formes d’énergie. Peu importe où et quand vous existez, vous faites partie de l’univers, comme tout ce que vous vivez. Il n’y a rien en dehors de l’univers, parce que tout ce qui existe est automatiquement inclus dans la définition de l’univers.

Quel âge a l’univers et est-il en expansion ?

Notre meilleure compréhension de l’histoire de l’univers vient de la théorie du Big Bang. Les observations de galaxies lointaines révèlent que toutes les galaxies s’éloignent, en moyenne, de toutes les autres galaxies. Les astronomes interprètent ce mouvement comme signifiant que l’univers lui-même est en expansion; aux plus grandes échelles, les distances entre les galaxies augmentent avec le temps. Cela signifie que dans le passé, l’univers était plus petit, plus chaud et plus dense qu’il ne l’est aujourd’hui.

Einsteinde la théorie générale relativité permet aux cosmologistes de relier le contenu de l’univers à son histoire d’expansion et, à partir de là, de calculer son âge. Selon les estimations actuelles, basées sur une grande variété d’observations , telles que les observations lointaines Supernovaele fond diffus cosmologique et l’abondance d’éléments légers – l’univers a environ 13,787 milliards d’années. Dans ses premiers instants, l’univers entier a été comprimé en un point infiniment minuscule connu sous le nom de Singularité. De cette singularité, l’espace s’est élargi, donnant naissance à l’univers que nous voyons aujourd’hui, selon la NASA.

Comment l’univers a-t-il été créé ?

Les scientifiques ne savent pas ce qui s’est passé avant le Big Bang. Cependant, ils savent que la singularité n’est pas réelle; au lieu de cela, c’est un artefact de la relativité générale qui se produit lorsque les équations se décomposent et perdent leur capacité à décrire une situation physique. Une véritable explication de la singularité doit résider dans une théorie de la gravité quantique, qui est une théorie physique de la gravité forte à des échelles extrêmement minuscules. Les physiciens n’ont pas actuellement une telle théorie, mais ils ont plusieurs candidats, comme théorie des cordes et la gravitation quantique à boucles.

Les scientifiques ne savent même pas si la question »Ce qui s’est passé avant le Big Bang? » a du sens. Notre compréhension du passage du temps provient de la même théorie de la relativité qui se décompose lors de la description de l’univers primitif. Il se pourrait très bien que nos conceptions de « avant » et d’« après » soient inadéquates pour décrire ce qui se passe à des échelles aussi extrêmes, selon l’astrophysicien Ethan Siegel.

En fin de compte, la raison pour laquelle l’univers existe est peut-être la plus grande de toutes les questions philosophiques.

Qu’est-ce que l’univers observable ?

Les astronomes ne le savent pas actuellement la taille de l’univers, mais il y a une limite à ce que nous pouvons voir. Ce volume est connu sous le nom d’univers observable.

Parce que l’univers a un âge fini, et parce que la propagation de la lumière est limitée à une vitesse maximale, seule une certaine partie de l’univers a été éclairée de notre point de vue. L’univers observable est une sphère d’environ 42 milliards d’années-lumière de diamètre. (Pour l’échelle, le Voie Lactée n’a que 100 000 années-lumière de diamètre, et l’étoile la plus proche de le soleil est à moins de 4 années-lumière.)

Le Galaxies que les astronomes observent au bord même de cette sphère ont libéré leur lumière jusqu’à il y a 13 milliards d’années. Cependant, l’univers est en expansion plus rapide que la vitesse de la lumière, ce qui n’est pas un problème, car la relativité restreinte dicte que la restriction selon laquelle les objets ne peuvent pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière ne s’applique qu’aux mesures effectuées à proximité d’un observateur, et non aux objets de l’univers lointain.

Si l’univers était statique, alors au fil du temps, nous serions en mesure d’observer des galaxies encore plus lointaines lorsque leur lumière nous atteindrait finalement. Cependant, l’expansion de l’univers emporte ces galaxies plus lointaines plus rapidement que la lumière d’elles ne peut nous ramener, et nous ne pourrons jamais les observer. Nova de PBS a rapporté.

L’univers est-il infini ?

Les cosmologistes pensent qu’au-delà du bord de l’univers observable se trouve… plus d’univers : plus d’étoiles, plus de galaxies, plus de planètes, plus de jamaisytHing. Parce que c’est inobservable, cependant, les astronomes ne savent pas quelle est la taille de l’univers entier. Il est possible que l’univers soit vraiment infini, sans frontière dans l’espace du tout, selon la NASA.

Cependant, une estimation de taille provient de la théorie de l’inflation, un événement que de nombreux cosmologistes pensent s’être produit au cours des premiers moments du Big Bang. Pendant l’inflation, l’univers a rapidement gonflé à de nombreux ordres de grandeur plus grands en une infime fraction de seconde. La théorie de l’inflation place la taille minimale de l’univers à environ 10^62 fois plus de diamètre que l’univers observable.

De quoi est fait l’univers ?

La plupart des contenus de l’univers sont d’une forme actuellement inconnue de la physique moderne. Environ 68% de l’énergie totale dans l’univers est composée de énergie sombre, une forme hypothétique d’énergie qui semble résider dans le vide de espace-temps lui-même. Cependant, les physiciens ne savent pas d’où vient cette énergie ou pourquoi elle a la force qu’elle a, selon l’Universe Forum de l’Université Harvard.

Environ 27% de la matière et de l’énergie de l’univers est composée de matière noire, qui est considérée comme une forme invisible de matière qui n’interagit pas avec la lumière. Alors que la grande majorité des physiciens pensent que la matière noire est un nouveau type de particule fondamentale (ou de particules), ils ne l’ont pas encore détectée directement.

Les 5% restants de l’univers sont constitués de matière normale et familière, comme des étoiles, des planètes et de vastes nuages de gaz.

Comment l’univers va-t-il se terminer ?

Pour comprendre comment l’univers va se terminer, nous devons d’abord mesurer avec précision son contenu. Puisque la composante principale de l’univers est l’énergie sombre, cela dictera son évolution future. Le principal effet de l’énergie sombre est qu’elle accélère l’expansion de l’univers. Ainsi, l’univers ne s’agrandit pas seulement chaque jour, mais devient de plus en plus grand chaque jour. En supposant que l’énergie sombre restera inchangée (ce qui est une grande hypothèse, car nous ne comprenons actuellement pas la nature de l’énergie sombre), alors cette expansion accélérée finira par chasser presque toutes les galaxies de notre sphère observable, a écrit l’astrophysicien Kevin Pimbblet dans La conversation.

Dans des centaines de milliards d’années, presque toutes les galaxies deviendront invisibles pour nous. Finalement, la Voie lactée sera à court de gaz frais pour créer de nouvelles étoiles. Dans des milliards d’années, les dernières étoiles s’éteindront, laissant derrière elles une fine soupe de particules fondamentales qui se refroidiront lentement jusqu’à une température de zéro absolu.

Ressources additionnelles

Bibliographie

Brennan, P. (3 décembre 2020). Qu’est-ce que l’univers ? NASA. https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/what-is-the-universe/

Halpern, P. (2012, 10 octobre). Quelle est la taille de l’univers observable ? PBS NOVA. https://www.pbs.org/wgbh/nova/article/how-large-is-the-observable-universe/

NASA. (16 avril 2010). Qu’est-ce que la théorie de l’inflation? https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo_infl.html#:~:text=The%20Inflation%20Theory%20proposes%20a,relatively%20gradually%20throughout%20its%20history

Pimbblet, K. (3 septembre 2015). Le destin de l’univers : la mort par la chaleur, Big Rip ou la conscience cosmique ? La conversation. https://theconversation.com/the-fate-of-the-universe-heat-death-big-rip-or-cosmic-consciousness-46157

Siegel, E. (2022, 4 mars). Demandez à Ethan : Notre univers est-il vraiment né de rien ? Réfléchissez beaucoup. https://bigthink.com/starts-with-a-bang/universe-nothing/