Expansion de l'univers Article, Signification, Explication

L'expansion de l'univers est l'une des prédictions de la théorie du Big Bang.

Depuis la naissance de l'univers, les distances entre les objets ont augmenté proportionnellement. Mais ce ne sont pas les objets qui s'éloignent avec le temps mais bien l'espace qui se dilate, et, de ce fait, entraîne son contenu. A noter que même si les distances entre les galaxies augmentent, les distances au sein des galaxies, elles, n'augmentent pas du fait de la force gravitationnelle qui s'oppose à l'expansion. De fait, les galaxies (et les amas de galaxies) sont formées à partir de régions surdenses de l'espace, qui sont devenues encore plus surdenses grâce à leur surdensité initialement faible, et finalement ont réussi à s'effondrer gravitationnellement sur elles-mêmes plutôt que de suivre l'expansion générale.

Aux courtes distances (jusqu'à plusieurs centaines de Mpc), la loi qui relie la vitesse d'éloignement et la distance s'exprime par la loi de Hubble :

avec :

• v : la vitesse de récession (ou d'éloignement),
• z : le décalage vers le rouge (redshift),
• c : la constante de conversion d'unités de l'espace-temps de la relativité restreinte, aussi appelée la vitesse de la lumière,
• d : la distance
• H : la constante de Hubble

L'idée que l'univers soit en expansion implique qu'à une époque très proche de son origine le volume actuellement observable occupait un volume extrêmement faible, et qu'il était par conséquent extrêmement dense et chaud. Par contre, si l'univers est spatialement infini aujourd'hui, aux époques très proches de son origine, il était déjà spatialement infini, tout en étant beaucoup plus dense et chaud.

En 1998, par l'observation de supernovae de type Ia dans des galaxies éloignées, les astrophysiciens ont découvert que l'expansion de l'univers, au lieu de ralentir progressivement sous l'effet de la gravité, accélérait. Cette observation, inattendue, mais n'étant pas incompatible avec les théories du Big Bang, peut être expliquée par l'existence d'une énergie répulsive dans l'univers, appelée énergie sombre.

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