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05/08/2010
L'Expansion de l'Univers : 4. Mais qu'implique un univers statique ?
Souvent on cherche à critiquer l'expansion. Cette théorie ne plait pas à certains parce qu'elle implique une notion de création qui profite aux religieux. (A noter que je n'ai pas dit aux créationnistes, car on peut très bien croire en une création et à l'existence d'un ou plusieurs êtres supérieurs sans pour autant nier la théorie de l'évolution) Mais qu'en est-il d'une théorie d'un Univers statique, infini et éternel ? Cette conception est-elle compatible avec nos connaissances sur les processus qui ont lieu dans la nature et sur les interactions de la matière ? Pas si sûr.
La gravitation
Si l'Univers est en expansion, sur de plus petites distances, comme à l'intérieur des amas galactiques, la gravitation prend le dessus. Les diverses galaxies qui constituent les amas s'attirent les unes les autres et finissent par se fondre en plus grandes galaxies. Notre galaxie, seconde plus grande de notre groupe local après la grande galaxie d'Andromède "consomme" sans cesse des galaxies de petite taille.
Dernièrement, des images prises dans le domaine infrarouge ont par exemple révélé que notre galaxie était en train d'avaler une galaxie naine, jusque-là invisible du fait des nuages de gaz qui la masquaient. Une autre avait été détectée dans les années 90. Et dans quelques milliards d'années, les deux grandes galaxies du groupe local se rencontreront puisqu'elles fondent littéralement l'une vers l'autre. Alors ça sera un cataclysme qui va détruire les deux galaxies avant que les restes ne se stabilisent pour former une galaxie encore plus grande. Cette petite simulation donne une idée du cataclysme qui aura alors lieu:
Donc, même si l'Univers était statique, il serait certain que les amas galactique n'auraient pas une espérance de vie illimitée. Les galaxies les composant se fonderaient petit à petit, jusqu'à ce qu'il ne reste plus que des galaxies très volumineuses et séparées par de gigantesques distances telles que ces galaxies géantes ne parviendraient plus à s'attirer les unes les autres. Et dans un Univers éternel, cet état aurait été atteint il y a un temps infini...
Les Supernovae
La matière est composée de particules, principalement des protons, des neutrons et des électrons, qui s'assemblent pour former des atomes. Dans la nature on trouve très exactement 92 éléments, dont la numérotation correspond au nombre de leurs protons (et, pour autant qu'ils soient neutres électriquement, également des leurs électrons) Les numéros atomiques vont ainsi de 1 qui désigne l'élément le plus simple, l'hydrogène, à 92, qui désigne le très lourd uranium. D'autres éléments ont été créés, à commencer par le plutonium dont le numéro atomique est 94, encore plus lourd que l'uranium donc, mais jamais ils n'ont été observés dans la nature.
L'élément de loin le plus commun dans l'Univers est également le plus simple, l'hydrogène. Heureusement que c'est le cas, car c'est lui qui est principalement utilisé comme carburant thermonucléaire des étoiles. Ces dernières, par leur énorme masse, se contractent jusqu'à ce que leur pression gigantesque fasse monter leur température au point d'amorcer la fusion des noyaux d'hydrogène, qui en se combinant forment l'élément dont le numéro atomique est 2: l'hélium. Ce gaz est pour cette raison le second élément le plus courant de l'Univers.
Lorsqu'une étoile a brulé tout son hydrogène, elle va se recontracter et la température va monter encore bien plus. Alors, pour autant qu'elle soit suffisamment massive pour parvenir à une pression suffisante, c'est les noyaux d'hélium qui vont fusionner à leur tour. Et ainsi de suite. Les étoiles les plus massives vont parvenir à produire de nombreux éléments différents. Mais lorsqu'elles vont se mettre à produire du fer, elles vont devenir si instables qu'elles vont exploser en supernovae, produisant l'évènement le plus énergétique qui puisse se produire à l'intérieur d'une galaxie.
Ces supernovae vont disséminer tout les matériaux produits par l'étoile durant les derniers stades de la vie de l'étoile. Ce sont les supernovae qui ont créé les matériaux dont nous sommes constitués. Mais c'est aussi les supernovae qui vont causer la disparition sur le très long terme de l'hydrogène. Puis de l'hélium. Et ainsi de suite.
A terme, on le comprend facilement: un Univers éternel est un Univers privé d'étoiles. C'est un Univers sans lumière, sans énergie. Désespérément froid. C'est un Univers dépourvu de vie, car sans énergie, il ne peut y avoir de vie. Ca ne peut donc pas être l'Univers dans lequel se trouve la Terre, cette planète grouillante de vie, où une espèce a levé les yeux vers le ciel pour essayer de comprendre ce qui s'y passe.
Les trous noirs
On le sait: si les supernovae créent des nuages de gaz et de poussière interstellaires, leur cœur se transforme souvent en trous noirs. Et les trous noirs ainsi formés ont la détestable habitude d'avaler tout ce qui les entoure. Donc sur une grande échelle de temps, il est probable que le nombre de trous noirs va croissant et que leur masse augmente, finissant par avaler la plus grande partie de la matière présente dans l'Univers. Si l'Univers est éternel, pas de chance: les quelques galaxies géantes restantes, froides et dépourvues d'étoiles, seront peuplées de gigantesques trous noirs. Brrrr... Il ne fait décidément pas bon vivre dans cet Univers-là!