Selon certaines théories, il y aurait eu, peu après le Big Bang ("peu après" signifiant ici "une fraction de seconde"), une "période inflationniste" pendant laquelle l'expansion de l'Univers aurait dépassé c. Mathématiquement, ceci "pourrait être" possible en ajustant la "constante cosmologique" dans les équations d'Einstein.
Cependant, personnellement, je ne suis absolument pas d'accord avec cet artifice. On "ajuste" cette constante encore et encore selon les dernières découvertes du jour. Cependant, ceci amène des contradictions. On admettait que l'expansion de l'Univers se faisait toujours à la vitesse de la lumière (en dehors de la période "inflationniste"). Or, depuis environ deux décennies, des observations nous OBLIGENT à admettre que l'univers connaît présentement une expansion accélérée... Donc plus rapide que c! Cela fait paradoxe, non?
Einstein avait introduit cette constante cosmologique tout à fait arbitrairement à cause d'une croyance qui prévalait à l'époque : on croyait que l'Univers est statique. Or ses équations prouvaient hors de tout doute qu'il est en expansion. C'est pourquoi Einstein, selon ses dires, avait ajouté cette constante qui, divisant certains facteurs, faisait que ses équations pourraient décrire un cas limite où l'Univers est stable. En 1922, le prêtre belge Georges Lemaître démontre que, constante cosmologique ou pas, les équations de la Relativité Générale conduisent à un Univers en expansion. Puis Edwin Hubble observe cette expansion en 1924. Tout ceci amènera Einstein à dire, concernant l'introduction de cette constante cosmologique, que
Citation :
Ce fut la plus grande erreur de ma vie
Si on s'en tient à nos croyances actuelles, les observations se contredisent. D'un côté, on remarque qu'indéniablement les galaxies ont BEAUCOUP plus de masse que ce qu'on voit, même en supposant que chaque étoile a de nombreuses planètes. Et, en même temps, on remarque que l'expansion de l'Univers est plus rapide qu'on ne le pensait pendant qu'on croyait qu'il y avait peu de masse, et même qu'elle va s'accélérant. Selon nos théories actuelles, ceci est un non-sens car plus de masse signifie plus de gravitation, et la gravitation RALENTIT l'expansion de l'Univers. On fait intervenir une mystérieuse "matière noire" et une encore plus mystérieuse "énergie sombre" qu'on ne peut ni observer ni définir. Pour moi, ce sont des versions modernes de la constante cosmologique d'Einstein : on les introduit en physique pour essayer d'ajuster l'évidence à une croyance.
Laquelle? Je ne saurais dire : je ne suis pas du calibre des Einstein, Lemaître, Dirac et autres. Cependant, je puis sans difficulté dénoncer ici une croyance trop répandue.
L'horizon cosmologique dont tu parles, Oresias, ne nous montre pas quelque chose de très loin comme tous semblent le croire, mais quelque chose de si près de nous que, littéralement, on baigne dedans! Une fraction de seconde après le Big Bang, alors que l'Univers était (selon les théories actuelles) presqu'un point (je dis "presque" parce qu'un point géométrique a une dimension zéro et constitue une singularité), la température avait une mesure qui défie toute description par la physique actuelle. Sauf une : on est CERTAINS qu'à cette température, ce tout petit Univers était rempli d'un intense rayonnement. À cette époque (on parle d'une infime fraction de seconde ici), où était le corps le plus éloigné de l'endroit où nous sommes actuellement? À un millimètre ou moins! Pourquoi, en remontant le temps par l'observation des corps lointains, ces corps ne nous semblent-ils pas très proches? Pourquoi, en remontant le temps, a t-on l'impression d'observer des corps de plus en plus lointains alors qu'ils étaient alors tout proches? À cause de notre façon d'estimer les distances : l'effet Doppler. On estime la distance d'un corps observé par le décalage vers le rouge de ses raies spectrales (voir à ce sujet l'excellent post d'Anne-Emmanuelle en page 1 de "Pour mordus d'astronomie seulement", daté du Dimanche 30 mars 2008 à 17:30). En multipliant ce décalage par la constante de Hubble, on en déduit la distance du corps observé. À de "petites" distances, disons moins de 1 ou 2 milliards d'années-lumière, cette approche donne probablement une approximation très acceptable. Mais, à mes yeux, ça n'a pas de sens d'utiliser cette méthode pour dire qu'un corps est situé à 10 milliards d'années-lumière alors que la lumière qui nous en parvient est partie de ce corps alors que l'Univers n'avait pas atteint ce rayon! Ou bien ce corps n'était pas aussi loin, ou bien il était très loin hors de notre Univers! Je crois qu'ici, c'est l'interprétation de ce décalage vers le rouge qui est à revoir.
Une autre interprétation du décalage vers le rouge
J'aimerais en proposer une autre, tellement simple qu'elle est à la portée d'un étudiant de CEGEP (ou, en langage européen, de Lycée). Elle demande qu'on accepte un axiome de base :
Citation :
L'espace est une propriété intrinsèque de l'Univers
Ce qui implique qu'au fur et à mesure que l'Univers s'expand, l'espace s'expand aussi. Les ondes qu'il contient aussi! Ceci est illustré ci-dessous.
Supposons une onde courte : son énergie est grande selon l'équation d'Einstein sur les photons, et donc correspond à une température élevée. Si l'onde s'étire au fur et à mesure que l'espace s'expand, son énergie SE CONSERVE, mais est répartie dans un volume de plus en plus grand. Donc, dans un volume donné, son énergie semble diminuer : elle est de plus en plus froide (elle passe graduellement du bleu au rouge dans l'illustration ci-dessus).
Donc, plus les ondes qu'on regarde datent d'il y a longtemps, plus elles seraient étirées, c'est à dire décalées vers le rouge. À la limite, une onde émise au moment même du Big Bang ou très peu après, lorsque l'Univers avait un diamètre de un micron par exemple, serait maintenant étirée dans le rapport entre le diamètre actuel de l'Univers et un micron. Vu que la longueur d'onde a été multipliée, à la vitesse de la lumière cela correspondrait à une fréquence proche de zéro. Donc invisible.
ET CECI N'A RIEN À VOIR AVEC L'EFFET DOPPLER!
Si on interprète ce décalage vers le rouge (accroissement de la longueur d'onde) comme étant représentatif de la vitesse du corps qui a émis l'onde, on "comprendra" qu'il se déplace à une vitesse très proche de celle de la lumière. Donc qu'il est très loin. Et c'est nous qui serons très loin ...de la vérité!
Cet "étirement" des ondes du rayonnement primitif correspond au refroidissement de l'Univers au fur et à mesure de l'expansion. Aujourd'hui, les ondes captées par Arnold et Penzias correspondent à environ 3.2°K. Si on admet que ce "rayonnement fossile" est bien "l'étiré" du rayonnement primitif de l'Univers alors qu'il était tout petit, cela implique que
1) on ne verrait certainement rien au-delà parce qu'il n'y avait rien avant (pas dans NOTRE Univers en tout cas) et
2) il n'y aurait pas d'autres corps situés plus loin puisqu'il n'y avait pas de corps déjà formé à ce moment de toute façon.
Donc, en réponse à ta question
Citation de Oresias :
Et que dire des objets que se situent à l'opposé de l'horizon cosmologique?
je ne peux que répondre que ces "objets" ne feraient pas partie de "notre" Univers.
Une autre question se pose donc par rapport à une autre "croyance" actuelle : l'expansion de l'Univers se fait-elle et s'est-elle toujours faite à la vitesse de la lumière? Une constatation actuelle remet cette croyance en question : on constate que l'expansion s'accélère...
À la prochaine.