Temps cosmique - Définition
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Introduction
En cosmologie, le temps cosmique désigne une quantité qui intervient dans un modèle cosmologique homogène et isotrope.
Dans de tels modèles, il est supposé que la matière (galaxies, amas de galaxies, etc.) est animée de mouvements relativement lents, auxquels se superpose le mouvement général de l'expansion de l'univers. Dans ce cadre là, le temps cosmique n'est rien d'autre que le temps tel qu'il serait mesuré par un observateur situé dans une galaxie. Selon la terminologie utilisée en relativité restreinte et en relativité générale, on dit que le temps cosmique est le temps propre de ces observateurs.
L'âge de l'univers correspond au temps cosmique écoulé depuis le Big Bang. Il est aujourd'hui (2006) estimé à environ 13,7 milliards d'années.
Aspects mathématiques
En pratique, l'objet qui décrit un modèle cosmologique homogène et isotrope est une métrique dite de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (abrégée en FLRW). Cet objet permet de décrire l'expansion de l'univers par l'intermédiaire d'une quantité appelée facteur d'échelle, qui décrit l'éloignement que subissent deux galaxies distantes au cours du temps. L'évolution du facteur d'échelle peut se calculer en fonction du temps cosmique et dépend des propriétés des différentes formes de matière qui emplissent l'univers. Elle se calcule par l'intermédiaire des équations de la relativité générale (les équations d'Einstein), qui dans ce contexte s'appellent équations de Friedmann.
En cosmologie, une autre quantité en rapport avec le temps est fréquemment définie. Il s'agit du temps conforme. Cette quantité ne décrit pas un temps qui a une réalité physique, mais décrit le temps qui serait vécu par un observateur voyageant dans l'univers si celui-ci n'était pas en expansion. Le temps conforme permet entre autres de calculer la distance maximale qui nous sépare des objets les plus lointains de l'univers observable. De façon paradoxale, cette distance est en général plus grande que l'âge de l'univers multiplié par la vitesse de la lumière.
