Comment tout cela finira-t-il?

Ken Tapping, le

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter se lève vers .
  • Mars se fond encore à l'horizon dans les lueurs du couchant.
  • Saturne est bas dans le ciel à l'aurore.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le .

L'univers s'est formé il y a un peu moins de 14 milliards d'années, résultat probable d'une singularité de l'espace-temps qui a mis en place les conditions propices à la naissance de l'univers telle que nous le connaissons aujourd'hui. L'univers ayant eu un commencement, il est donc logique de penser qu'il aura une fin. Où en est la science sur cette question?

Au commencement, l'univers était minuscule, incroyablement dense et brûlant. Après avoir entamé son expansion, il est devenu moins dense et sa température a commencé à baisser. Au fil du temps, les atomes ont pu se former, puis les galaxies, les étoiles, les planètes et enfin, nous-mêmes. L'expansion de l'univers obéit à une force s'exerçant vers l'extérieur, qui s'oppose à la force gravitationnelle produite par chacun des objets contenus dans l'univers. Le sort ultime de l'univers dépendra de la force qui l'emportera au final — la force d'expansion, répulsive, ou la force gravitationnelle, cohésive.

Si l'expansion de l'univers n'a pas été suffisamment rapide au départ, elle ralentira graduellement et finira par s'arrêter; l'univers commencera aussitôt à se contracter jusqu'à revenir à son état original. Il est possible alors que le cycle recommence. En revanche, si l'expansion a été suffisamment rapide, l'univers se dilatera sans jamais s'arrêter. La force gravitationnelle finira bien sûr par le ralentir, mais sans jamais l'arrêter complètement.

Pour vérifier cette hypothèse, il a fallu calculer la masse totale de l'univers, puis voir si la force gravitationnelle exercée par l'ensemble de la matière qu'il contenait était suffisante pour freiner son expansion. Les scientifiques ont répété cet exercice à plusieurs reprises et chaque fois, la réponse a été la même : il n'y a pas suffisamment de matière dans l'univers pour freiner son expansion, il continuera donc à se dilater à jamais. De récentes découvertes ont d'ailleurs confirmé cette conclusion. Les scientifiques ont en effet découvert depuis peu que « l'énergie sombre » contribuait à l'expansion de l'univers, et que plus l'univers se dilatait et plus la force gravitationnelle globale s'affaiblissait, plus l'action de l'énergie sombre se renforçait et plus elle accélérait l'expansion. Devant ce tableau, que nous réserve l'avenir?

Dans les prochains milliards d'années, les autres galaxies, emportées dans leur fuite par la force d'expansion, s'éloigneront de plus en plus de nous. Après avoir épuisé ses réserves d'énergie, le Soleil soufflera les couches extérieures de son manteau et commencera à se refroidir lentement jusqu'à devenir une naine blanche. Les grandes pépinières gazeuses qui se trouvent dans les bras de notre galaxie spirale continueront à donner naissance à de nouvelles étoiles tant qu'il restera de la matière non agrégée, puis le phénomène cessera.

Les naines blanches se refroidissent cependant très lentement et les naines rouges font une utilisation tellement parcimonieuse de leur énergie qu'elles continueront de se consumer pendant des dizaines de milliards d'années. Un jour très lointain toutefois l'univers ne renfermera plus que des naines blanches et des naines rouges à la fin de leur vie. Lorsque celles-ci s'éteindront, tout deviendra noir. Même les particules élémentaires qui entrent dans la formation de la matière finiront par se dégrader, laissant derrière elles des reliquats de particules de plus en plus rares. Avec le temps, même les trous noirs finiront par se démanteler.

En vérité, le tableau n'est pas aussi sombre que je vous le dépeins. Le concept de mousse cosmique multidimensionnelle dans laquelle se formeraient des univers, comme des bulles se dilatant pour éventuellement disparaître, suscite de plus en plus d'intérêt au sein de la communauté scientifique. Ainsi, de nouveaux univers verraient continuellement le jour. Certains chercheurs vont même jusqu'à affirmer qu'il existerait des points d'intersection entre notre univers et d'autres.

Grâce à l'avancement de la science et au perfectionnement constant des outils de recherche, nous sommes aujourd'hui à un point qui aurait été impensable il y a quelques décennies à peine. Toutefois, plus notre savoir grandit, plus nous sommes confrontés à des questions complexes et délicates. Au mieux pouvons-nous espérer comprendre des bribes de la vaste complexité des choses? Il nous reste encore tant à découvrir! Nous sommes à un moment privilégié de notre aventure — à l'aube des découvertes — et la fin encore tellement loin. Sur ce, je souhaite à tous un joyeux Noël et une bonne et heureuse année.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

Téléphone : 250-497-2300
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Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

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