L'expansion du Big Bang va-t-elle finalement s'arrêter au cours d'un temps infini et, finalement, ramener tout à nouveau?
Imaginez le Big Bang dans votre esprit. Vous imaginez des galaxies qui défilent dans toutes les directions, comme autant d’éclats d’étoiles provenant d’une pinata céleste.
J'ai volé ce jouet en expansion cool à mon fils. Cela m'aidera à expliquer ce qui se passe. Le voici, fermé. C’est la singularité. Et puis, Big Bang et l'Univers se sont développés, s'agrandissant de plus en plus jusqu'à ce qu'ils atteignent leur taille actuelle qui n'est pas à l'échelle. Nous savons qu'il y a des galaxies qui se tirent les unes contre les autres avec leur gravité mutuelle, se ralentissant théoriquement.
Voici une grande question. L'expansion va-t-elle durer éternellement? Va-t-il continuer à tourner en roue libre et ne jamais s'arrêter complètement? Va-t-il s'étendre et s'arrêter au cours d'un temps infini? Ou est-ce que la gravité mutuelle de toutes ces galaxies finira par surmonter l'élan et ramènera tout à nouveau.
Le Big Bang ira-t-il en sens inverse, écrasant finalement l'Univers entier dans une singularité à nouveau - le Big Crunch. Et peut-être que cela mène à un autre Big Bang, puis à un autre Big Crunch, et ainsi de suite. Est-ce ainsi que l'Univers se termine, puis recommence, puis se termine probablement à nouveau? Et vous pourriez construire une machine à remonter le temps unique qui continue de boucler dans un univers totalement nouveau mais identique encore et encore?
Avant de passer à la question, je dois vous rappeler que c'est un mauvais modèle. Le Big Bang ne s’est pas produit là-bas, au milieu. Il se désagrège avec la topographie réelle de l'Univers. Il n'y a pas de centre. Le Big Bang s'est produit partout. Allez regarder cette vidéo, puis revenez et riez moqueur de cette hilarante simplification hilarante de la topologie du cosmos. En fait, restez ici, nous lierons cela à la fin pour que vous puissiez ensuite le regarder. Le Big Bang va-t-il s'inverser?
Les astronomes se sont posé cette question exacte, et nous ne le saurons jamais. Déjà. Pas parce qu'ils ne peuvent pas le comprendre, c'est parce qu'ils ne nous le diront pas. Ils ont totalement des instruments suffisamment sensibles pour y répondre.
En fait, ce n'est pas vrai. Ils ne s'en tairont pas. En conséquence, je peux dire avec 100% de certitude que l'Univers se développe, sans aucun doute. Nous pouvons voir des galaxies s'éloigner de nous dans toutes les directions. Donc, si elle va reculer, elle doit d'abord cesser de se développer.
Alors, à quelle vitesse ça se passe? Les astronomes appellent cela la constante de Hubble. Il s'agit de la quantité d'espace qui s'agrandit. La meilleure estimation est qu'en moyenne, les galaxies s'éloignent les unes des autres à environ 70 km / sec / mégaparsec.
En d'autres termes, si vous prenez un mégaparsec d'espace - un cube d'environ 3,2 millions d'années-lumière. Légèrement plus grande que la distance jusqu'à la galaxie d'Andromède, ce qui n'a rien à voir avec les courses de Kessel.
Pour chaque seconde qui passe, ce cube grossit d'environ 70 km. Une galaxie éloignée de 3,2 millions d'années-lumière est maintenant 70 km plus loin, et maintenant elle est encore 70 km plus loin. Était-ce plus rapide dans le passé? Sera-ce plus lent à l'avenir? Pouvons-nous calculer ces différents nombres et déterminer ce que l'avenir nous réserve?
La vitesse d'expansion dépend de l'élan du Big Bang, contrecarré par la gravité mutuelle de toutes les galaxies. Si la traction est suffisamment forte, l'élan sera surmonté et ramènera les galaxies ensemble. C’est le Big Crunch. Si la traction est trop faible, l'extension se poursuit indéfiniment.
Comment ont-ils trouvé la réponse? Ils ont mesuré la densité de l’univers à l’aide de la sonde d’anisotropie à micro-ondes de la NASA. Trop dense, croquant. Pas assez dense, éternelle expansion.
Apparemment, l'Univers est exactement suffisamment dense pour continuer à s'étendre pour toujours et enfin s'arrêter en un temps infini. Cela exclut le Big Crunch. Mais ce n'est que la densité seule.
Notre Univers est bien plus étrange que ce que les astronomes avaient imaginé. Au lieu de ralentir progressivement, comme un caddie sans conducteur chez Costco, l'expansion de l'Univers s'accélère. Merci à notre nouvel ami mystérieux et bizarre, l'énergie noire, découvert en 1998.
Les astronomes ont observé des supernovae éloignées à des milliards d'années-lumière de distance pour avoir une idée de la façon dont l'Univers se développait dans le passé. Au lieu de trouver un résultat qui corresponde à l'une des trois théories que j'ai mentionnées plus tôt: se développer pour toujours, s'arrêter ou éventuellement inverser la direction, ils ont fait tout un tas de mathématiques et de recherches vraiment compliquées et ont découvert quelque chose de complètement bizarre. Les galaxies s'éloignent plus rapidement les unes des autres maintenant que par le passé. Une force mystérieuse accélère l'expansion de l'espace.
Ne serait-ce pas cool si l'Univers passait par des cycles, avec Big Bang, puis Big Crunch, etc.? Actuellement, la nature se fiche de ce que nous pensons être cool. Au lieu de cela, l'expansion de l'Univers s'accélère. Ça ne s'arrêtera jamais, et ça ne fera jamais tourner le Big Bang à l'envers. Jusqu'à ce que la nature commence à se soucier, nous devrons nous en tenir aux ventes Steam.
Quel aspect de la cosmologie et du Big Bang trouvez-vous le plus intéressant. Dites-le nous dans les commentaires ci-dessous.
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