Big Rip - Définition et Explications

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Introduction

Chronologie du
Modèle standard de la cosmologie
WMAP 2008.png
  • Cosmologie quantique (?)
  • Ère de Planck (?)
  • Inflation cosmique
  • Préchauffage
  • Réchauffage
  • Ère de grande unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que...)
  • Baryogénèse
  • Transition électro-faible
  • Découplage des neutrinos
  • Ère leptonique
  • Nucléosynthèse primordiale (La nucléosynthèse primordiale est une théorie d'astrophysique qui permet d'expliquer...)
  • Transition matière-rayonnement
  • Recombinaison
  • Découplage du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...)
  • Âges sombres
  • Formation des grandes structures
  • Formation et évolution des galaxies
  • Réionisation
  • Accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) de l'expansion
  • Destin de l'Univers :
    • Mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.)
    • Big Crunch (En cosmologie, le Big Crunch est une des fins possibles à notre Univers. Analogiquement au...)
    • Big Rip (Le Big Rip (Grande déchirure en anglais) est un modèle cosmologique proposant un...)
Disciplines concernées
  • Gravité quantique (La gravité quantique est la branche de la physique théorique tentant d'unifier la mécanique...)
  • Physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...)
  • Relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale...)
  • Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...)
Une section d'univers subissant le Big Rip

Le Big Rip (Grande déchirure en anglais) est un modèle cosmologique proposant un scénario inhabituel de la fin de l'univers. Il prédit que la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) de celui-ci se mettra à augmenter avec le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), et ce malgré le fait que l'univers reste en expansion. Ce modèle suppose l'existence d'une forme de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) très atypique, l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) fantôme, dont la principale caractéristique est de voir sa densité augmenter alors que l'expansion se poursuit. Dans ce scénario, la densité de l'univers atteint une valeur infinie en un temps fini, terminant son existence par une singularité (D'une manière générale, le mot singularité décrit le caractère singulier de quelque chose ou...) gravitationnelle où toute structure, des amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...) aux atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) sont détruits. Ce modèle a été proposé pour la première fois en 1999 par Robert R. Caldwell, le nom de Big Rip ayant été introduit par lui et ses collaborateurs Marc Kamionkowski et Nevin N. Weinberg en 2003.

Du fait que l'univers reste ici toujours en expansion, ce modèle diffère du Big Crunch, dans lequel l'expansion s'arrête pour laisser place à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de contraction. Dans ce dernier cas, les objets astrophysiques sont détruits car ils entrent en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) les uns avec les autres (ils sont « écrasés », d'où « Big Crunch »), alors que dans le cas du Big Rip, ils sont étirés par une expansion de plus en plus violente, jusqu'à être disloqués (ils sont « déchirés », d'où « Big Rip »).

L'hypothèse du scénario du Big Rip est pour l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) marginalement compatible avec les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) observationnelles et reste donc relativement spéculative, comme tous les scénarios décrivant le destin de l'univers.

Motivation du modèle

Depuis fin 1998, un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) croissant d'observations suggère que l'expansion de l'univers s'accélère au cours du temps. Concrètement, cela signifie que la vitesse (On distingue :) à laquelle s'éloigne de nous une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) lointaine ne décroît pas au cours du temps, mais augmente. Ce résultat s'interprète naturellement si l'on suppose qu'une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) dans l'univers exerce un effet gravitationnel non pas attractif comme la matière ordinaire, mais répulsif. Une telle force est génériquement appelée énergie sombre (En cosmologie, l'énergie sombre est une forme d'énergie hypothétique remplissant tout l'Univers...). La principale caractéristique de l'énergie sombre est que sa pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) doit être négative. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) comme n'importe quelle forme de matière, l'énergie sombre voit sa densité affectée par l'expansion. De façon assez surprenante, l'on peut montrer que si la pression de l'énergie sombre est suffisamment négative, alors sa densité augmente lors de l'expansion de l'univers. Les propriétés ou même la nature de l'énergie sombre ne sont pas connues avec précision à l'heure actuelle, quoique les observations les plus récentes suggèrent que l'énergie sombre ait un comportement très semblable à une constante cosmologique (La constante cosmologique est un paramètre rajouté par Einstein en février 1917 à ses...), qui ne se comporte pas comme de l'énergie fantôme. Cependant, si la pression de l'énergie sombre est à peine inférieure à celle qu'aurait une constante cosmologique, c'est qu'elle serait de l'énergie fantôme. Il a donc été envisagé que l'énergie sombre puisse être de l'énergie fantôme. Il n'existe cependant aucune observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) astronomique indiquant de façon parfaitement explicite que l'énergie sombre soit de l'énergie fantôme. De plus, il n'est pas certain que l'énergie fantôme représente une force physiquement acceptable. Pour ces raisons, le scénario du Big Rip reste spéculatif, ce qui ne l'a pas empêché d'attirer l'attention de nombreux chercheurs.

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