[News] Cartographier la lente agonie de l'Univers

[Isabelle]

Les premières données du sondage GAMA diffusées lors de l'Assemblée Générale de l'IAU Une équipe internationale d'astronomes qui étudiait un échantillon constitué de plus de 200 000 galaxies a mesuré, avec une précision inédite, l'énergie produite au sein d'une vaste région de l'espace. Ce résultat constitue l'estimation la plus précise à ce jour de la production d'énergie au sein de l'Univers proche. Il confirme que la quantité d'énergie produite à l'heure actuelle dan...

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[Piscenois]

Puis il va s'effondrer sur lui-même en un seul point et re-big-bang ...

[kace]

Puis il va s'effondrer sur lui-même en un seul point et re-big-bang ...

A priori non, si l'on en croit le modèle cosmologique standard : en effet, non seulement l'expansion ne ralentit pas, mais en fait elle accélère ... L'énergie noire semble en effet joue un rôle répulsif à grande échelle, et l'Univers semble condamné à s'étendre de plus en plus vite, jusqu'à être "entièrement dilué", plutôt qu'à se contracter et aller vers un "big crunch" (hypothèse ouvertement évoquée jusque dans les années 90, avant la découverte de l'accélération de l'expansion).
Maintenant, il est clair que cette conclusion reste conditionné au fait que le modèle cosmologique soit valide ! Et une meilleure compréhension de "l'énergie noire" est nécessaire.
Personnellement, matière noire et énergie noire me semblent hautement sujets à caution, et une alternative raisonnablement crédible existe : changer la loi de la gravitation (ie la relativité générale) à grande échelle (via une approche de type "MOND", MOdified Newtonian Dynamics) et à très grande échelle (pour mimer l'énergie noire). Une telle approche semble compatible avec les données observationnelles, mais il manque cruellement une théorie unique et formalisée (plusieurs approches différentes existent, mais aucune n'est 100% convaincante et le fait qu'il y en ait plusieurs est "gênant"). Du boulot pour les théoriciens (et pour les observations).
Bref, ce petit aparté ne change fondamentalement pas la donne : l'expansion s'accélère (qu'elle qu'en soit la cause, énergie noire ou gravité modifiée, on l'observe) ! Et si cela devait continuer (ce qui semble "probable"), l'univers ne se recontracterait donc pas.

[Piscenois]

Merci Kace.
C'est réconfortant de savoir que l'humanité ne s'éteindra pas de ce fait. Sinon, à quoi bon vivre ?

[cisou9]

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“Dès à présent, l'Univers décline, glissant doucement vers la vieillesse. En d'autres termes, il s'est étendu sur un canapé, a revêtu une couverture, et s'apprête à sommeiller pour le reste de l'éternité”, conclut Simon Driver.

Ce doucement peut on avoir un ordre de grandeur du temps ? ______ _______

[kace]

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“Dès à présent, l'Univers décline, glissant doucement vers la vieillesse. En d'autres termes, il s'est étendu sur un canapé, a revêtu une couverture, et s'apprête à sommeiller pour le reste de l'éternité”, conclut Simon Driver.

Ce doucement peut on avoir un ordre de grandeur du temps ? ______ _______

C'est (plus ou moins) indiqué dans l'article : "la quantité d'énergie produite à l'heure actuelle dans une portion de l'Univers représente la moitié environ de ce qu'elle était voici deux milliards d'années".
Donc on est sur une courbe de production d'énergie en exp(-t/T) avec T = 2,9.10^9 années actuellement (ce qui donne 0,5 au bout de 2 Md d'années). Le "temps critique" est donc de l'ordre de 3 milliards d'années.

En pratique, de moins en moins d'étoiles sont produites au fil du temps (chute bcp plus forte de la production, mais je n'en connais pas l'ordre de grandeur : "temps critique" de 1 ou 2 milliards d'années ??). Or les étoiles qui fabriquent l'essentiel de la lumière sont les étoiles massives, qui vivent peu longtemps (qques millions d'années "seulement", ce qui est une durée "très courte" à l'échelle de l'univers) : celles-ci se faisant plus rares au fil du temps, la production d'énergie baisse vite. A l'inverse, les étoiles faiblement massives sont très nombreuses mais brillent très peu, donc elles contribuent peu au rayonnement global produit pour l'instant. Avec le temps et la raréfaction des étoiles massives (qui meurent vite), le rôle des étoiles moins massives et plus durables va s'accroitre.
On a donc un basculement global de la production d'énergie, qui était essentiellement le fait des étoiles très massives au début de l'Univers (il y a ~10 milliards d'années et avant), puis est devenu essentiellement le fait des étoiles "massives" (plusieurs masses solaires, il y a qques milliards d'années), puis devient le fait des étoiles "moyennes" (~1 masse solaire ?) et deviendra dans qques milliards d'années le fait des naines rouges (< 0,7 masse solaire, de moins en moins massives au fil du temps), quand les étoiles massives et de type solaire auront quasiment disparues (leur production est en train de s'arrêter, cf l'article, et elles vivent 10 milliards d'années : il n'y en aura donc plus dans une grosse dizaine de milliards d'années ...) ! Enfin, la production d'énergie s'arrêtera presque totalement quand les naines rouges s'éteindront à leur tour (mais on a le temps, plus de 1000 milliards d'années !).

Le type de mesure dont parle l'article permet de décrire plus précisément et quantitativement ce qui précède, sachant que plusieurs paramètres (plus ou moins connus) déterminent ces calculs :
- "SFR", Standard Formation Rate : taux de formation d'étoiles. Fonction assez mal déterminée, car très difficile à mesurer, et évolution au cours du temps encore moins bien connue ; -(. Probablement connu à un facteur ~2 près ?
- IMF : Initial Mass Function, la répartition des étoiles selon leur masse initiale. Idem, mal déterminé (à un facteur 2 près ?)
- la durée de vie des étoiles selon leur masse initiale. Assez bien connu (à qques % près)
Note : tout ceci varie assez fortement d'une galaxie à l'autre, sinon ça serait trop simple ; -)

[gerard33]

...."il s'est étendu sur un canapé, a revêtu une couverture, et s'apprête à sommeiller pour le reste de l'éternité”, conclut Simon Driver.

Tout va maintenant dépendre de la qualité des programmes télé...je crains le pire

[alessandro pendesini]

Bonjour
Alternatives présumées de notre Univers :
--Soit l’Univers possède suffisamment de matière (sous toutes ses formes) pour que la gravité finisse par arrêter l’expansion de l’espace. Celle-ci ralentit fortement, dilate l’espace jusqu'à un volume maximal puis laisse place à un mouvement inverse de contraction et de réchauffement, qui s’achève en un ultime effondrement : le « Big Crunch » (ce qui semble être peu probable)
--Soit l’expansion se poursuit à jamais, diluant et refroidissant progressivement l’Univers. Les étoiles continueront à se former et à briller pendant des centaines de milliards d’années, mais l’expansion incessante implique que l’Univers devienne toujours plus froid, plus noir et plus vide, qu’on appelle « Big Chill ».
Cette seconde possibilité se subdivise elle-même en deux, selon que l’expansion ralentit, mais pas suffisamment pour s’inverser en contraction, ou au contraire s’accélère. Dans ce cas, la température de l’Univers tend encore plus rapidement vers le zéro absolu, et l’espace lui-même et tout objet qu’il contient sont déchirés par une vitesse d’expansion extraordinaire : c’est le « Big Rip ».
Ces modèles théoriques dépendent des valeurs effectives de la densité de la matière et de l’énergie sombre qui emplissent l’espace. L’énergie sombre, répulsive au contraire de la gravité attractive, a pour effet d’accélérer la vitesse d’expansion. Cela implique que l’espace peut être en expansion perpétuelle s’il contient suffisamment d’énergie sombre. C’est justement ce qu’indiquent les plus récentes observations astronomiques. L’énergie sombre constituerait en effet les deux tiers de l’énergie totale, en conséquence de quoi notre Univers serait en expansion accélérée.
P.S. L’espace proprement dit ne s’étend pas ; c’est la distance entre deux points quelconques à l’intérieur de l’Univers qui s’accroît. Les galaxies conservent leur taille et leur configuration au cours de l’expansion.
N.B. -Soutenir que notre Univers serait dans un état d’expansion perpétuelle est quitter le domaine réel, car le concept d’éternité n’appartient pas à la physique. On ne peut pas vérifier que « jamais » cette expansion ne s’arrêtera. « Jamais » n’est pas physique…..
Ce qui est certain, par contre, que cela nous plaise ou pas : notre cerveau n’est pas de nature « instructioniste » mais « opportuniste » ! Beaucoup d’énigmes restent à élucider à l’heure actuelle (et peut-être à tout jamais ?) non résolus !

[Sergueï]

P.S. L’espace proprement dit ne s’étend pas ; c’est la distance entre deux points quelconques à l’intérieur de l’Univers qui s’accroît. Les galaxies conservent leur taille et leur configuration au cours de l’expansion.

Bonjour,
C'est justement le contraire : à part leur mouvement local propre, les objets sont "plutôt fixes" dans l'espace. C'est l'espace lui-même (quel que puisse être sa structure) qui "enfle", entrainant les objets qu'il contient.

Ce phénomène d’expansion n'est prégnant que sur des distances énormes. Ce qui fait que, par exemple, malgré cette expansion de l'Univers, la galaxie d'Andromède et la Vois Lactée continuent de se foncer dessus .

L'une des conséquences de l'expansion de l'Univers est l’allongement des longueurs d'ondes des rayonnements électromagnétiques traversant l'Univers : c'est le redshift (décalage vers le rouge). Et c'est d'ailleurs ce qui a permis de découvrir l'expansion de l'Univers.

On en à ensuite déduit le Big Bang.

Serge

[alessandro pendesini]

…. la galaxie d'Andromède et la Vois Lactée continuent de se foncer dessus….
@Serguei :
-La galaxie d’Andromède se rapproche de nous à une vitesse d’environ 300km/s, ce qui fait qu’elle pourrait rentrer en collision avec la notre dans quelque 3 milliards d’années, à condition toutefois que son chemin rencontre notre Galaxie, ce qui n’est pas certain car autant la vitesse radiale est facile à déterminer, autant la vitesse transversale est indétectable directement et n’est pas actuellement connue pour Andromède. Mais on pourrait se demander, pourquoi la galaxie d’Andromède ne s’éloigne-t-elle pas de la nôtre ? Parce que, et le rapprochement d’Andromède en est la preuve directe, l’amas constitué par les galaxies proches, que l’on appelle amas local, ne participe pas à l’expansion de l’Univers.

P.S. On est bien d’accord que c’est l’espace qui est en expansion en chacun de ses points, et non les galaxies qui s’éloignent de nous !

[Victor]

Je ne comprends pas pourquoi l'utilisation du terme agonie dans le titre....Non ! l'univers est encore jeune 13.7 milliards d'années pour des durées prévues 10 à 15 fois cet âge, voire un univers vide et éternel

[Victor]

Puis vous avez peut être une conception bizarroïde de l'écoulement du temps,
On ne voit jamais que ce que l'on veut voir, le temps est-il une caractéristique de notre psychisme ?
ça serait marrant de voir un univers qui s'adapte à nos visions de ce monde

[cisou9]

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C'est la première fois que Nico trouve le Rugueux drôle et qu'elle avoue être barbue !!!