Masse de l'univers - Définition et Explications

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Connaître la masse de l'Univers est très important car cela permettrait de déterminer si l'univers est plat et donc en expansion ou, au contraire, s'il est courbe et donc fini. Si la masse est très importante, la gravité attire les points éloignés vers le centre de l'univers ; autrement dit, plus la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) est grande, plus l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) est courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...).

Soit la masse de l'univers est inférieure à une masse dite critique, et l'expansion de l'univers due au big bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...) continuera éternellement, soit elle est supérieure, et la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) de gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) finira par gagner sur l'expansion. Dans ce cas l'univers va se recontracter et il y aura un big crunch (En cosmologie, le Big Crunch est un des possibles destins de l'Univers. Il désigne...).

Certains chercheurs ont essayé de calculer la masse de l'univers par différentes méthodes. Ils se sont convaincus que l'univers est très probablement plat, mais que seuls sont visibles 5 % de la masse nécessaire pour que l'univers le soit : on parle d'univers-iceberg.

Les 95 % restant constituent l'énorme masse " manquante ", qui échappe à notre regard. Les certitudes sont rares et les hypothèses nombreuses pour tenter de résoudre cette énigme cruciale pour la compréhension de l'évolution cosmique.

Grâce à la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) du Big Bang, ce modèle standard cosmologique qu'aucune observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) n'a démenti jusqu'ici, on peut estimer la quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques...) qui a participé aux fusions nucléaires des premiers instants de l'univers, fusions nucléaires qui sont à l'origine des tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) premiers éléments chimiques.

Ceux-ci se sont ensuite combinés au cœur des étoiles pour donner les éléments lourds qui nous composent aujourd'hui. Mais ils n'ont jamais été assez nombreux pour dépasser les 5 % de la masse totale présumée de l'univers. Des chercheurs ont appelé la masse manquante matière noire et ils tentent d'en prouver l'existence.

Les calculs de rotation sur les galaxies lointaines tendent bien à prouver qu'il y a de la masse cachée. En fait la masse cachée représente au moins 10 fois la masse visible. On la trouve dans les galaxies, entre les galaxies et on ne sait pas sous quelle forme elle se présente (photons, particules pesantes inconnues, matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) normale invisible, couplages entre particules...).

On peut faire une estimation de la masse de l'univers observable (L'univers observable est un terme utilisé en cosmologie pour décrire la partie visible de...) en évaluant la masse moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) des étoiles et le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) moyen d'étoiles dans une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...), de galaxies dans un amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...) etc.

Donc on sait estimer la masse de l'univers, mais il y a beaucoup d'incertitude.

Si l'on estime qu'il y a : 100 milliards d'étoiles dans une galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) (1011), 100 milliards de galaxies dans l'univers (1011) et que une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) moyenne = 100 fois la masse du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) (102), on arrive donc à 1024 masses solaires dans l'univers (on ne compte pas les planètes car c'est de la fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules...) à coté du reste).

La masse du soleil est de 2*1030 kg, ce qui équivaut à 2*1033 grammes.

La masse de l'univers serait alors de 2*1057 grammes.

On prend 1023 atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) par gramme (Le gramme est une unité de masse du Système international (l'unité de base est le kilogramme) et...), donc 2*1080 atomes dans l'univers.

Cela permet également d'estimer le nombre de particules élémentaires : il n'y a pratiquement que de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) dans l'univers, soit 1 électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge...) et 1 proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire...), ce qui équivaut également à 1 électron et 3 quarks donc 4 particules.

Il y a donc 8*1080 arrondis à 1081 particules dans l'univers.
En considérant qu'il y a 10 fois plus de masse cachée, on arrive à un total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de 1082 particules élémentaires.

Cela parait très faible puisque dans un cm3 de matière, il y a environ 1023 atomes, mais c'est pourtant le résultat. Cela montre la monstruosité d'un nombre avoisinant 10100.

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