Big Rip - Définition

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Remarque

Dans la limite newtonienne, une particule d'épreuve orbitant autour d'un corps central, le tout dans un modèle de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker à courbure spatiale nulle (ds2 = c2dt2a2(t)[dx2 + dy2 + dz2]) vérifie l'équation (en coordonnées comobiles polaires) :

\ddot r = \frac {\ddot a}{a} r - \frac {GM} {r^2} + \frac {L^2} {r^3}

M représente la masse du corps central, L est le moment cinétique par unité de masse et a le facteur d'échelle.

Dans la limite d'une singularité de type Big Rip, le premier terme devient prépondérant face aux deux autres, lorsqu'on se rapproche de la fin du temps, ce qui donne à l'équation une forme simplifiée : \ddot r = \frac {\ddot a}{a} r , pour laquelle il est facile d'obtenir la solution : r (t) \propto a(t) . Quant à la vitesse angulaire \dot \phi , elle tend vers 0, puisque r(t) augmente indéfiniment.

« Concrètement » cela signifie que le rayon de l'orbite devient comobile, autrement dit qu'il se met à participer à l'expansion explosive. Il n'y a pas de dislocation, au sens où la particule d'épreuve serait « arrachée » à son orbite ; plutôt, cette dernière se dilate indéfiniment.

L'on peut ainsi prédire la chronologie suivante :

  • Quelques centaines de millions d'années avant le Big Rip : dislocation des super amas
  • Plusieurs dizaines de millions d'années avant le Big Rip : dislocation de la Voie lactée
  • Quelques années avant le Big Rip : arrachage de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune du système solaire
  • Quelques mois avant le Big Rip : arrachage de la Terre de son orbite.
  • Quelques dizaines de minutes avant le Big Rip : dislocation de la Terre.
  • Quelques minutes avant le Big Rip : dislocation du Soleil.
  • 10-17 seconde avant le Big Rip : dislocation des atomes.

Il importe de remarquer que la taille de l'univers observable restera toujours plus grande que la taille des systèmes qui seront en train d'être disloqués. Ainsi, lors de la dislocation de la Voie lactée, l'on assisterait dans le même temps à la dislocation des galaxies voisines comme la galaxie d'Andromède ou la galaxie du Triangle.

Le temps qui nous séparerait du Big Rip est donné approximativement par l'inverse du taux d'expansion aujourd'hui, soit l'inverse de la constante de Hubble (c'est-à-dire le temps de Hubble). Il est donc de l'ordre de quinze milliards d'années.

Le terme dislocation employé pour qualifier ce phénomène d' « explosion » traduit imparfaitement la réalité, à savoir que le système gravitationnel n'est pas disloqué, mais juste « emporté » par une sorte d'« élephantiasis cosmique ».

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