À quelle distance sommes-nous du point où le Big Bang a commencé ? La réponse va vous surprendre !

Bien que nous ayons tous entendu parler du Big Bang, notre connaissance de cet événement est généralement assez limitée. L'idée du Big Bang et de l'expansion de l'Univers est l'un des concepts les plus difficiles à comprendre pour un astrophysicien professionnel, et notre manque de connaissances ne devrait donc pas nous inquiéter outre mesure.

La théorie du Bing Bang est celle qui cherche à répondre à l'une des questions les plus importantes dans le domaine de l'astronomie : « Comment l'Univers s'est-il formé ?

En 1927, un prêtre catholique et astronome belge du nom de Georges Lemaître a eu une idée géniale pour répondre à cette question, en proposant qu'il y a de nombreuses années, l'Univers a commencé comme un simple point. Selon lui, l'Univers s'est étiré et étendu jusqu'à atteindre sa taille actuelle et pourrait continuer à s'étendre. Et que le passé de l'Univers était également infini.

L'idée la plus acceptée

De toutes les théories sur l'origine de l'Univers, la croyance que le Big Bang est l'événement qui lui a donné naissance est la plus largement acceptée. Deux ans après l'énoncé de la théorie de Lemaître, les observations de l'astronome américain Edwin Hubble ont complété l'idée de l'expansion continue de l'Univers.

Hubble a découvert que les galaxies continuaient à s'éloigner les unes des autres et que plus elles s'éloignaient de la Terre, plus elles se déplaçaient rapidement. Cela n'a de sens que si l'Univers lui-même, y compris l'espace entre les galaxies, est en expansion.

En son honneur, le télescope spatial Hubble de la NASA, qui parcourt l'espace depuis 1990, porte son nom. Ses observations ont généré des images impressionnantes d'étoiles, de galaxies et d'autres objets astronomiques situés jusqu'à 13,4 milliards d'années-lumière de la Terre.

En observant l'Univers à distance, à la limite de ce que nos télescopes les plus puissants peuvent voir, les galaxies s'éloignent de nous à une telle vitesse que la lumière émise par leurs étoiles s'est étirée jusqu'à douze fois sa longueur d'onde d'origine. Ces ondes lumineuses étirées sont une conséquence de l'expansion de l'Univers et sont presque, mais pas tout à fait, identiques aux galaxies que nous voyons dans toutes les directions de l'espace.

Loi de Hubble

Hubble se concentre sur la détermination de la distance des galaxies à partir des changements spectraux mesurés par son collaborateur, l'astronome Milton Humason. C'est ainsi qu'en 1929, il publie son premier article sur la relation entre le décalage vers le rouge et la distance à laquelle se trouve une galaxie, relation connue aujourd'hui sous le nom de loi de Hubble.

Le fait est qu'avec l'analyse spectrale, nous pouvons utiliser le décalage vers le rouge pour déterminer quand la lumière s'éloigne de nous et le décalage vers le bleu pour déterminer quand la lumière se rapproche de nous. C'est pourquoi, si la lumière restante du Big Bang se déplace préférentiellement vers le rouge dans une direction et vers le bleu dans la direction opposée, nous pourrions en tirer des conclusions sur l'endroit où nous nous trouvons par rapport au « point zéro » du Big Bang.

Des observations effectuées dans les années 1920 ont confirmé que plus une galaxie est éloignée de nous, plus le décalage vers le rouge de sa lumière est important. Non seulement nous observons cette relation dans toutes les directions, mais elle est aussi remarquablement simple : la vitesse à laquelle nous déduisons que ces galaxies se déplacent est directement proportionnelle à leur distance mesurée par rapport à nous.

Mais lorsqu'on regarde à un niveau très granulaire, on constate qu'il y a de très légères différences directionnelles : dans une direction, les choses sont légèrement plus rouges que la moyenne, tandis que dans la direction opposée, les choses sont légèrement plus bleues que la moyenne.

Vitesse de l'univers

L'analyse de nombreux ensembles de données complexes a permis de déterminer que notre Voie lactée se déplace dans l'Univers à une vitesse d'environ 620 kilomètres par seconde, en direction de la constellation du Lion et en s'éloignant de la constellation du Verseau.

Si nous pouvions prendre toutes les galaxies de l'Univers en expansion, mesurer la façon dont elles se sont éloignées les unes des autres en trois dimensions et retracer ce mouvement jusqu'à un seul point, nous pourrions trouver le point d'origine, là où le Big Bang a eu lieu : à 17 milliards d'années de l'endroit où nous nous trouvons aujourd'hui. Et c'est incroyablement proche, puisque nous pouvons voir environ 46 milliards d'années-lumière dans toutes les directions.

Mais il y a des raisons observationnelles et théoriques qui vont à l'encontre de cette interprétation, tout comme l'explosion n'est pas la même chose que l'expansion. Et si l'Univers est en expansion, cela signifie que le Big Bang n'est pas une explosion qui s'est produite à un moment donné, mais le début d'une expansion implacable qui a commencé à un moment donné.

À cette époque, l'Univers - partout - était rempli de matière et d'énergie, et était en expansion et en refroidissement dans toutes les directions. Cette expansion explique en partie pourquoi, dans un Univers âgé de seulement 13,8 milliards d'années, nous pouvons voir des objets qui se trouvent aujourd'hui à 46,1 milliards d'années-lumière. Ce n'est que si l'Univers est en expansion, et n'explose pas à partir d'un seul point, qu'il est possible d'observer des distances aussi grandes en si peu de temps.

En réalité, l'univers n'a pas de centre. Chaque point de l'espace et chaque observateur de l'univers peut être fier d'être au centre.

Référence de l'article :

Big Think. "How far away are we from the location of the Big Bang?". 2024.