Univers : origine, taille, centre et galaxies, tout savoir
Derrière le terme "Univers" se cachent beaucoup de choses. L'Univers, c'est à la fois le monde dans lequel nous vivons, mais également l'ensemble de ce qui a existé et de ce qui existe. Il y a 13,8 milliards d'années, tout débute avec le Big Bang, la naissance de l'Univers et le début de son expansion. À mesure qu'il grossit, la matière puis la lumière voient le jour et peu à peu les étoiles, les galaxies et les planètes se forment.
Progressivement, les astronomes découvrent le fonctionnement et les lois physiques qui régissent cet ensemble très complexe. Avec l'avancée des technologies, des télescopes spatiaux aux performances inégalées comme le télescope James Webb nous permettent d'obtenir des images toujours plus profondes de l'Univers. Mais que se cache-t-il derrière ce terme si courant mais également très obscur ? Où se trouve la Terre dans l'Univers ? Y a-t-il quelque chose après l'Univers ? Faisons le point sur ce que l'on sait de cet ensemble dans lequel nous évoluons.
Comment définir simplement l'Univers ?
L'Univers correspond à l'ensemble de tout ce qui existe. On estime qu'il est âgé de 13,8 milliards d'années. Selon la théorie du Big Bang, l'Univers se serait formé à partir d'un point chaud et dense qui serait entré en expansion soudainement, créant la matière, l'énergie, l'espace et le temps. La théorie du Big Bang implique que cette expansion serait encore à l'œuvre aujourd'hui.
Quelle est la taille de l'Univers ?
Les connaissances actuelles ne nous permettent pas d'évaluer avec certitude la forme ou la taille de l'Univers. Cependant, les astronomes ont estimé la taille de la partie observable de l'Univers, qui est une sphère de 93 milliards d'années-lumière de diamètre.
Quelle est l'origine de l'Univers ?
Aujourd'hui, on ne connaît pas les origines de l'Univers et on ne sait pas expliquer sa formation de manière certaine. Les chercheurs doivent se contenter d'élaborer des théories et de proposer des scénarios qui décrivent les premiers instants de l'Univers et son évolution jusqu'à nos jours. Parmi ces théories, celle qui fait l'unanimité auprès des scientifiques est celle du Big Bang.
Qu'est-ce que le Big Bang ?
Le Big Bang est une théorie qui explique la naissance de l'Univers et son évolution. Ce modèle a officiellement vu le jour en 1927, bien qu'il s'appuie sur de nombreux travaux et ébauches de théories proposés au cours des années précédentes.
D'après ce modèle, la naissance de l'Univers remonte à 13,8 milliards d'années. À cette époque, il n'existe qu'un point microscopique, où la pression et la température sont extrêmement importantes. L'Univers a soudain éclot de cette minuscule région, et a commencé à gonfler. Les particules les plus élémentaires sont alors apparues, se sont assemblées pour former des atomes. Puis la lumière est arrivée grâce à la formation de photons, ce qui a donné lieu au premier rayonnement de lumière que l'on appelle le rayonnement fossile.
Qu'y a-t-il dans l'Univers ?
L'Univers est composé de nombreux objets célestes comme des étoiles, des planètes, des astéroïdes, des comètes, etc. Tous ces objets sont regroupés sous forme d'amas et de superamas qui constituent l'Univers. Ces amas sont entourés de zones vides, pauvres en galaxies. On dit que l'Univers est une structure "lacunaire", c'est-à-dire majoritairement constituée de vide.
Où trouver une carte de l'Univers ?
La cartographie de l'Univers est une discipline à part entière que l'on appelle la cosmographie. Il s'agit d'un travail démesuré qui consiste à faire de la géographie dans un ensemble à la fois dynamique, infini et aux distances inaccessibles.
Aujourd'hui, la plus grande cartographie 3D de l'Univers jamais réalisée a été achevée en juillet 2020. Résultat de 20 années de travail, cette carte représente plus de 4 millions de galaxies et de quasars qui sont des astres particulièrement lumineux. Certains de ces objets sont récents, d'autres sont plus vieux, jusqu'à 11 milliards d'années pour les plus âgés d'entre eux. La carte a été présentée sous la forme d'une vidéo de présentation qui explique la méthode utilisée pour construire ces cartes inédites de l'Univers.
Quelle est la position de la Terre dans l'Univers ?
La Terre est située au sein du Système solaire, un système planétaire structuré autour d'une étoile : le Soleil. Ce système prend place aux côtés d'autres étoiles dans une galaxie nommée la Voie Lactée. Si l'on prend un peu de hauteur, on constate que cette dernière appartient à un ensemble d'une soixantaine de galaxies que l'on appelle le Groupe Local. Associé à d'autres amas de galaxies, le Groupe Local appartient à un superamas local qui lui-même n'est qu'un lobe d'un superamas plus grand encore. L'Univers est ainsi constitué de regroupements de galaxies de ce type qui représentent les plus grandes structures qui composent l'Univers.
Qu'y a-t-il au centre de l'univers ?
Bien qu'on ne sache pas si notre Univers est fini ou infini ou encore de quelle forme il est, nous sommes aujourd'hui à peu près certains qu'il ne dispose pas d'un centre. Si l'Univers est infini, la notion de centre est incohérente puisqu'il n'y a pas de bords par définition. Si l'Univers est fini, l'espace est courbé et l'Univers est en expansion en tout point, il ne possède donc pas de centre. Il ne peut pas non plus être doté de bords puisque la notion de bords implique qu'il existerait quelque chose autour de l'Univers, or, l'Univers est l'ensemble de ce qui existe : il ne peut donc rien y avoir autour.
Quelle est la différence entre la galaxie et l'Univers ?
L'Univers est composé de tout ce qui existe, c'est l'ensemble de toutes les structures que l'on connaît depuis les atomes de matières infiniment petits, jusqu'aux grands amas de galaxies de plusieurs centaines de millions d'années-lumière. Une galaxie est un grand amas d'étoiles contenu dans l'Univers. La Voie Lactée est la galaxie dans laquelle se trouve la Terre et le Système solaire plus globalement. Les galaxies sont donc des structures qui font partie de l'Univers.
Quel est le nombre de galaxies dans l'Univers ?
Les connaissances actuelles ne permettent pas de connaître le nombre de galaxies présentes dans l'Univers avec une grande précision. Cependant, un chercheur américain, Brian Jackson, de l'Université de Boise State aux États-Unis, a développé une méthode de calcul lui permettant d'estimer approximativement cette valeur. Il a ainsi obtenu un résultat de 2 000 000 000 000 galaxies dans l'Univers.
Comment s'appelle la limite de l'Univers ?
On ne connaît ni la forme ni les limites de l'Univers. En revanche, les chercheurs ont identifié les frontières de la partie visible de l'Univers que l'on nomme Univers observable. Cette zone est délimitée par l'horizon cosmologique. Au-delà de cette limite, l'Univers continue de s'étendre mais les objets qu'il contient ne sont pas visibles depuis la Terre, car la lumière qu'ils émettent n'a pas encore eu le temps de nous atteindre depuis leur formation.
On estime aujourd'hui que l'horizon cosmologique se trouve à environ 45 milliards d'années-lumière de la Terre. Toutefois cette frontière est dynamique puisqu'avec le temps la lumière émise par les objets célestes lointains finit par arriver jusqu'à nous. L'univers observable s'étend donc petit à petit.
Qu'est-ce qu'il y a après l'Univers ?
Par définition, l'Univers regroupe l'ensemble de ce qui existe, depuis les structures les plus petites de la matière comme les atomes jusqu'aux plus grands ensembles que l'on connaisse : les superamas de galaxies. Il n'y a donc rien au-delà de l'Univers puisque tout ce qui existe est compris dedans.
Est-ce que l'Univers est infini ?
Aujourd'hui, on ignore si l'Univers est fini ou infini. Ce dont on est sûr en revanche c'est qu'il n'a pas de bords, s'il en avait, il y aurait quelque chose au-delà du bord. Or, l'Univers englobe la totalité de ce qui existe. Il est donc impossible qu'il possède un bord. Les cosmologues ont ainsi élaboré différents modèles d'univers infinis et d'univers finis, toujours sans bords.