Notre univers a survécu à de nombreuses phases difficiles, mais de nouvelles recherches montrent qu'il a dépassé son apogée depuis un certain temps maintenant.
Nous savons que notre univers a survécu à de nombreuses phases passionnantes, mais de nouvelles recherches montrent qu'il a maintenant dépassé son apogée depuis un certain temps et qu'il se meurt lentement. L'étude a été présentée lors d'un rassemblement annuel d'astronomes à Hawaï.
Avant de commencer à écrire une nécrologie, revenons sur le bon vieux temps de l'univers. Lorsque l'univers avait moins d'une seconde d'âge et plus d'un milliard de degrés de chaleur, il y avait des conditions idéales pour que des particules exotiques apparaissent et disparaissent à volonté. Au fur et à mesure que l'univers s'est agrandi, il s'est refroidi et n'a plus été en mesure de produire en masse de telles particules exotiques.
Une représentation de l'évolution de l'univers sur 13,77 milliards d'années. (Équipe scientifique NASA/WMAP)
Après quelques secondes, l'univers était un océan de protons et de neutrons, et après quelques minutes, c'était principalement un brouillard dense d'hydrogène et d'hélium. C'était à peu près la fin de toute action pour les 400 000 prochaines années, du moins dans le domaine de la construction de la matière complexe.
Mais alors, tout à coup, la matière et le rayonnement ont été découplés et les photons ont pu se déplacer librement dans l'univers pour la première fois. Quelque chose est également arrivé à l'hydrogène et à l'hélium :ils pouvaient désormais contenir des électrons et former ainsi des atomes neutres.
Construire des blocs de vie
C'était une autre étape vers la création de vous et moi :il faut des atomes d'hydrogène neutres pour former des molécules d'hydrogène, il en faut pour refroidir efficacement les nuages de gaz qui s'effondrent ensuite rapidement pour former les premières étoiles, et les premières étoiles sont nécessaires aux éléments lourds tels que le carbone et l'oxygène, les éléments constitutifs de la vie.
À ce stade, l'univers avait plusieurs centaines de millions d'années et il se réchauffait à mesure que ces premières étoiles chauffaient la matière environnante. Ces étoiles se sont explosées, déversant de grandes quantités d'atomes lourds dans l'espace, formant bon nombre des éléments les plus lourds que nous connaissons aujourd'hui. Certaines d'entre elles ont également plongé dans des trous noirs, semant les graines de certaines des galaxies les plus massives connues aujourd'hui.
Après cette première phase de formation d'étoiles, les premières structures similaires aux galaxies modernes se sont formées, mais sous une forme très désordonnée et violente. Au cours des prochains milliards d'années, les galaxies sont entrées en collision pour former de plus grands systèmes. Ce processus a duré jusqu'à ce que l'univers ait environ trois milliards d'années, une période que les astronomes appellent le pic de formation d'étoiles cosmiques.
Chacun de ces points représente une galaxie, et la direction indique leur emplacement dans le ciel (la Terre est le centre). La distance du centre indique le temps de trajet de la lumière vers la Terre. Cette image montre les cinq derniers milliards d'années de l'univers. Cela a nécessité des milliers de nuits d'observation avec certains des plus grands télescopes jamais construits.
L'univers, quant à lui, avait traversé la partie la plus spectaculaire de sa vie. Depuis, il se meurt lentement mais sûrement. Il forme toujours de nouvelles étoiles de temps en temps, mais la vitesse à laquelle les vieilles étoiles meurent dépasse de loin la vitesse à laquelle les jeunes étoiles naissent.
Matière noire
Il y a environ trois milliards d'années, un mystérieux phénomène appelé énergie noire a commencé à dominer l'énergie de l'univers, chassant tout. L'univers se refroidissait déjà depuis un certain temps, mais l'énergie noire a vraiment accéléré ce processus.
Comment savons-nous tout cela? Eh bien, les astronomes s'appuient sur ces connaissances depuis un certain temps et des modèles conservateurs d'évolution des galaxies ont suggéré que l'univers s'estompe, mais les astronomes voulaient observer cet effet directement sur une période de milliards d'années.
Ces dernières années, l'Australian Galaxy And Mass Assembly (GAMA) a étudié la production d'énergie des étoiles. Nous avons dû observer les galaxies proches de l'ultraviolet lointain (où les jeunes étoiles produisent la majeure partie de leur lumière) au proche infrarouge (où la plupart des étoiles culminent en énergie) à l'infrarouge lointain (où la lumière des étoiles absorbées par la poussière est retransmise).
Une galaxie observée à différentes longueurs d'onde allant de l'ultraviolet lointain à l'infrarouge lointain. (ICRAR/GAMA, CC BY-NC)
GAMA a pu mesurer cette gamme massive de rayonnement au cours des 5 derniers milliards d'années pour près de 200 000 galaxies, et à partir de ces données, déterminer que l'univers est en effet sur le chemin du retour.
La fin de l'univers
La bonne nouvelle est que les étoiles fabriquées jusqu'à aujourd'hui seront présentes pendant plusieurs milliards d'années (y compris notre soleil). Certaines des plus petites étoiles peuvent briller encore plus longtemps que l'univers ne l'est aujourd'hui.
Il existe des incertitudes quant au rôle à long terme de l'énergie noire, l'une des théories les plus exotiques spéculant qu'elle détruira tout dans un Big Rip.
Moins dramatique, et plus probable compte tenu des connaissances actuelles, est la théorie selon laquelle l'univers continuera à se refroidir et les structures sans gravité s'éloigneront progressivement les unes des autres. Après des quadrillions d'années, nous ne pourrons voir que notre propre galaxie d'ici parce que d'autres galaxies auront trop dérivé. Et après cent quadrillions d'années, aucune nouvelle étoile ne se formera.
Après cela, notre galaxie éjectera la plupart de ses étoiles restantes dans une supercavité cosmique, et ce qui reste s'effondrera dans un trou noir central. Toute la matière que nous connaissons finira par se désintégrer, les trous noirs s'évaporeront et ce qui restera sera un espace solitaire et vide.
L'univers aura cessé de convertir la masse en lumière, et il sera laissé dans l'obscurité totale. De temps à autre, les photons, électrons, positrons et neutrinos survivants se rencontreront et danseront, mais finalement ils partiront seuls. L'univers tel que nous le connaissons sera alors mort.
