Combien d’espace l’univers occupe-t-il lors de son expansion ? | Les scientifiques réagissent | Science

Philosophiquement parlant, l’univers est tout. Cela signifie qu’il ne peut être étendu à rien car il n’y a rien qui ne soit pas l’univers. Pour comprendre cela, l’analogie selon laquelle le Big Bang, la soi-disant explosion qui a donné naissance à l’univers, n’est pas comme une bombe nucléaire qui part d’un point central et a une expansion radiale est généralement évoquée. Le Big Bang, et pas seulement ce début de l’univers mais aussi l’expansion du cosmos depuis lors, ressemble plus à la surface d’un ballon gonflé : tout se séparant de tout le reste. Une première approximation est celle-ci, imaginez les galaxies à la surface d’un ballon ou d’un ballon qui se gonfle. Tout s’éloigne de tout, il n’y a pas de point qui ait une signification géométrique particulière. Ils sont tous équivalents.

Ce qui se passe, c’est que la surface du globe a deux dimensions et que l’univers en a trois et une quatrième, qui est le temps. Il existe un autre modèle avec lequel on peut faire une approximation ajustée à ces caractéristiques. C’est le modèle de gâteau à la prune, les galaxies sont les raisins secs et quand on fait un gâteau et que la pâte pousse, les raisins secs se séparent mais ne changent pas de taille. C’est une très bonne approximation car, localement, l’univers ne s’étend pas. Mais le plumcake se dilate dans une dimension extérieure qui peut être l’espace dans le four qu’il occupe. Il y a une personne qui mesure cette expansion c’est-à-dire que vous vérifiez que la cuisson se passe bien. Le problème avec le modèle plumcake est qu’il n’y a vraiment aucun moyen de tester s’il y a une dimension supplémentaire dans laquelle votre univers s’étend, vous devriez donc vous imaginer à l’intérieur d’un plumcake qui n’a pas de bord observable.

La galaxie est similaire à la cuisson d’un gâteau : la pâte lève et les raisins se séparent les uns des autres, mais ne changent pas de taille

Ici, vous devez garder à l’esprit que dans l’univers, il y a la courbure que vous pouvez mesurer et celle que vous ne pouvez pas mesurer ou que vous ne pouvez pas effacer d’une manière ou d’une autre. Imaginez que vous êtes une fourmi et que vous vivez dans un cylindre, si vous dessinez un triangle dans votre cylindre, la somme des trois angles mesure 180 degrés. Mais si vous êtes une fourmi qui vit dans une sphère, l’espace qui définit la surface de votre sphère est courbe, la même somme qu’avant donne plus de 180º. Cela veut dire que c’est une courbure intrinsèque, par contre, pour voir la courbure du cylindre qui vous semble plate, il faudrait la regarder de l’extérieur, en utilisant une dimension de plus. Mais qui définit cette dimension supplémentaire ? Comment le mesurez-vous ? Vous êtes cette fourmi qui y vit et vous ne pouvez pas vous lancer dans cette nouvelle dimension. La personne à l’extérieur est la seule à pouvoir l’apprécier. Pour la fourmi, il n’y a aucun moyen d’explorer cette dimension si elle existait, donc pour elle ce n’est pas réel et ça n’existe pas.

En dehors de l’univers, il n’y a rien. Et nous ne parlons pas d’un vide, car la théorie de la relativité avec ses bizarreries peut aussi décrire les parties de l’univers où il y a un vide, tant que l’espace et le temps peuvent être définis. Ce dont nous parlons n’est rien d’authentique, là où ces notions géométriques n’ont pas de sens. Donc, la réponse à votre question est que, puisque tout ce qui existe est un univers, il ne s’étend à aucun endroit autre que l’univers lui-même.

L’espace-temps occupé par le cosmos est créé à mesure que l’univers s’étend.

Ruth Lazkoz Elle est docteur en physique et professeur et chercheur à l’Université du Pays basque.

Question envoyée par Juan Gualberto Manzolillo

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