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15 - Quelques tentatives d'explications de l'Univers

L'image ci-dessus représente tout l'univers en une seule image. L'artiste Pablo Carlos Budassi s'est servi d'images de la NASA et de l'université de Princeton pour le représenter.

Nous avons vu la dernière fois qu'un certain nombre de questions se posent à propos de l'Univers. En particulier sa forme et sa finitude.

Nous avons vu également que la théorie de la relativité générale, qui explique très bien l'Univers à grande échelle, ne l'explique plus au niveau d'une singularité, c'est à dire lorsque la matière est microscopique et extrêmement dense, comme à l'intérieur d'un trou noir ou au moment du début de notre Univers, lors du Big-bang.

D'autre part le monde de l'infiniment petit est très bien expliqué par la mécanique quantique.

Malheureusement ces deux théories sont inconciliables. Il va donc falloir trouver une nouvelle théorie qui réunisse ces deux aspects de la réalité, l'infiniment grand et l'infiniment petit.

échelle des grandeurs

Échelle des grandeurs - quelques tailles de l'infiniment petit à l'infiniment grand

 

Les tentatives sont nombreuses. Peut-être découvrirons-nous alors que l'Univers n'est pas comme on le croit actuellement !

L'une d'entre elles qui a la faveur d'un grand nombre de physiciens est la "théorie des cordes". Une autre, très intéressante, cherche à intégrer dans la théorie de la relativité générale (la théorie d'Einstein) la mécanique quantique, c'est la théorie de la "gravité quantique à boucles", dont je vous parlerai ultérieurement.

La théorie des cordes décrit l'Univers comme un univers à plusieurs dimensions, non pas 4 dimensions comme celui que nous expérimentons tous les jours (hauteur, longueur, largeur et le temps), mais 10 ! Les 6 autres dimensions seraient des autres univers, extrêmement petits, que nous ne pourrions pas voir ! Je vous en reparlerai, car elle a la "cote" en ce moment dans le monde scientifique, comme quoi pour être un bon physicien il faut aussi avoir de l'imagination.

Univers, théorie des cordes, mécanique quantique

 Une des nombreuses représentations possibles de la théorie des cordes ; chaque cercle représente un univers possible et l'espèce de figure chiffonnée à l'intérieur des cercles représente la forme de cet univers, qui ne serait donc pas sphérique - et nous, nous serions dans l'un d'entre eux, en fait dans la partie "chiffonnée, puisque ce serait la forme de notre univers.

Une autre manière d'expliquer l'univers consiste à dire que nous n'en voyons qu'une partie et qu'il y a d'autres univers comme le nôtre.

Prenons l'image d'un bateau qui vogue sur l'océan. Il voit une partie de l'océan, c'est son océan "visible", mais il ne peut pas le voir en entier. Si un autre bateau navigue beaucoup plus loin du premier, sur le même océan, il voit lui aussi une partie de l'océan mais pas tout l'océan non plus. Pourtant ils sont tous les deux sur le même océan. Pour certains scientifiques ce seraient la même chose pour nous car il est vrai que nous ne voyons pas l'univers dans son ensemble. Si cette image s'applique bien à l'espace, il ne faut pas oublier que pour l'Univers on parle d'espace et de temps. (note 1)

Univers visible, multivers

 là où nous sommes (au centre du cercle) nous ne pouvons pas voir l'océan dans son ensemble et de plus nous ne pouvons pas nous voir l'un l'autre, nous ne voyons que le cercle.

Actuellement nous estimons l'âge de notre Univers à 13,8 milliards d'années d'après les équations d'Einstein. Nos instruments nous permettent d'observer des galaxies, compte tenu des marges d'erreur dans les distances calculées (même si elles sont de plus en plus faibles), quasiment à la limite de la soupe opaque dont je vous ai parlé dans ma note 13 – "Jusqu'au mur".

Les nouveaux instruments actuellement en cours de fabrication ou d'installation, comme le nouveau télescope spatial James Webb Space Telescope, qui sera à peu près 10 fois plus puissant que le télescope spatial Hubble, ou encore les nouveaux radiotélescopes, qui permettent de "voir" des lumières beaucoup plus faibles que les télescopes optiques (en réalité ils "écoutent" les ondes émises), également en cours d'installation, nous permettront peut-être de voir des galaxies encore plus lointaines ?

De ce fait, certains spécialistes n'hésitent pas à dire que, avec ces nouveaux instruments, nous pourrions peut-être voir des galaxies à des distances supérieures à 14, voire 15 milliards d'années-lumière ? Cela voudrait alors dire que notre Univers serait plus vieux que ce que toutes les théories actuelles, et les observations, nous disent.

Télescopes, univers, radiotélescopes

l'évolution des télescopes.

Une autre façon de voir, à l'inverse, est liée aux lentilles gravitationnelles. Rappelez-vous, les lentilles gravitationnelles sont formées par la lumière déviée par une masse importante, ce qui permet de voir certaines étoiles derrière des galaxies et aussi de voir des "fantômes" d'étoiles, et même voir plusieurs fantômes de la même étoile, comme près d'un trou noir (voir ma note 8 - "Vers le trou noir !").

Certains théoriciens disent que ces lentilles gravitationnelles nous induisent en erreur. Ils expliquent que dans ce cas l'Univers nous paraîtrait bien plus grand qu'il ne serait en réalité et qu'il contiendrait beaucoup moins d'étoiles car nous verrions plusieurs fois les mêmes.

 

Finalement, les nouveaux instruments conjugués aux tentatives d'élaborer des théories qui permettent d'expliquer à la fois le monde de l'infiniment grand et de l'infiniment petit vont peut-être dans un avenir proche bouleverser notre conception de l'Univers.

De la même façon que Copernic, Kepler, Galilée, Newton, Einstein (pour ne citer que les plus connus) ont chacun fait avancer notre connaissance du monde en profitant des acquis de leurs prédécesseurs, un nouveau pas doit être franchi pour continuer à expliquer ce que nous ne comprenons pas encore.

Copernic, Kepler, Galilée, Newton, Einstein

Copernic (1473-1543), Kepler (1571-1630), Galilée (1564-1642), Newton (1643-1727), Einstein (1879-1955)

Dans la prochaine note, après avoir explorer le monde de l'infiniment grand, nous commencerons un nouveau voyage dans le monde de l'infiniment petit, nécessaire pour comprendre le monde de l'infiniment grand. Ce monde sera davantage encore plein de merveilles et d'étonnement.

 

Note 1 : cette métaphore est tirée du livre de Christophe Galfard, "L"Univers à portée de main", pages 176-178

 

À très bientôt .

 

Commentaires

  • Bravo ! Tu arrives a m'intéresser de plus en plus Mais au lieu de nous renvoyer aux "épisodes précédents" tu devrais récapituler tout cela et l'éditer. Il y a matière. Ce serai un récapitulatif des nombreux ouvrages que tu consultes mis à la portée de tous (ou presque !).

  • Merci du commentaire, cela m'incite à continuer et à m'efforcer à être le plus clair possible.

    Récapituler et l'éditer ? Je ne suis pas sûr de bien comprendre. Tout récapituler ? Il faudrait que je fasse un autre blog, spécial récapitulatif. C'est quelque chose comme cela que tu suggères ?

  • Puisqu'il en est ainsi et afin de faire plaisir à mes chères lectrices et chers lecteurs, je suis en train de vous préparer cela.
    Très prochainement, à la fin d'une note je vous proposerai de vous envoyer par mail l'ensemble des notes 1 à 15 sous forme de fichier soit au format "pdf" (lisibles par Acrobat Reader), soit au format "doc" (lisible par Microsoft Office Word ou Open Office, soit encore au format "odt" (lisible par Open Office ou Word).
    Si vous êtes intéressés pour recevoir cela il vous suffira de mettre un commentaire en précisant le format souhaité. Par l'intermédiaire du commentaire j'aurai votre adresse mail.

  • "L'Univers à portée de main", facile à dire. Je fais un grand effort pour comprendre tout cela :)
    Bises amicales

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