Notre univers a traversé de nombreuses phases tumultueuses, mais des recherches récentes indiquent qu'il a passé son apogée il y a plusieurs milliards d'années et qu'il s'éteint progressivement.
Des études présentées lors de la conférence annuelle des astronomes à Hawaï confirment que l'univers a dépassé son pic d'activité et se dirige vers un lent déclin.
Avant d'écrire son éloge funèbre, remontons aux origines. Moins d'une seconde après le Big Bang, avec des températures dépassant le milliard de degrés, des particules exotiques surgissaient et disparaissaient. L'expansion a refroidi l'univers, rendant ces phénomènes impossibles.
Représentation de l'évolution de l'univers sur 13,77 milliards d'années. (Équipe scientifique NASA/WMAP)
Quelques secondes plus tard, l'univers était un océan de protons et neutrons. Après quelques minutes, un brouillard dense d'hydrogène et d'hélium. Pendant 400 000 ans, peu de choses se passaient pour la formation de matière complexe.
Soudain, matière et rayonnement se découplent : les photons voyagent librement, et hydrogène et hélium captent des électrons, formant des atomes neutres.
Les briques de la vie
Ces atomes neutres permettent la formation de molécules d'hydrogène, qui refroidissent les nuages de gaz pour former les premières étoiles. Celles-ci produisent les éléments lourds comme le carbone et l'oxygène, essentiels à la vie.
À plusieurs centaines de millions d'années, les premières étoiles réchauffent l'univers environnant. Elles explosent, enrichissant l'espace en métaux lourds et alimentant les trous noirs supermassifs des futures galaxies massives.
Les structures galactiques primitives émergent, chaotiques et violentes. Les galaxies fusionnent, formant des systèmes plus grands. Ce pic de formation d'étoiles cosmique culmine quand l'univers a environ trois milliards d'années.
Chaque point représente une galaxie ; la direction indique sa position céleste (Terre au centre). La distance au centre montre le temps de voyage de la lumière. Image des 5 derniers milliards d'années, issue de milliers de nuits d'observation avec les plus grands télescopes.
L'univers a vécu sa période la plus dynamique. Désormais, il s'éteint : les étoiles meurent plus vite qu'elles ne naissent.
Matière noire et énergie noire
Il y a environ trois milliards d'années, l'énergie noire domine, accélérant l'expansion et le refroidissement.
Comment le savons-nous ? Les modèles d'évolution galactique le prédisaient. Le projet GAMA (Galaxy And Mass Assembly) a mesuré la production d'énergie stellaire sur 5 milliards d'années pour 200 000 galaxies, de l'UV lointain à l'IR lointain.
Une galaxie observée à différentes longueurs d'onde, de l'UV lointain à l'IR lointain. (ICRAR/GAMA, CC BY-NC)
Les données confirment le déclin.
La fin ultime
Bonne nouvelle : les étoiles actuelles, dont notre Soleil, brilleront des milliards d'années. Les plus petites perdureront plus longtemps.
L'énergie noire pourrait mener à un Big Rip, mais plus probable : un refroidissement éternel. Après des quadrillions d'années, seules notre galaxie restera visible. Puis, plus d'étoiles, les restes s'effondrent en trous noirs qui s'évaporent. L'univers deviendra un vide sombre, avec des particules solitaires.
