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À quelle vitesse l’univers s’étend-il ? L’énigme qui divise la science

 
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Marine
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PostPosted: Sun 15 Dec 2019 - 07:38    Post subject: À quelle vitesse l’univers s’étend-il ? L’énigme qui divise la science Reply with quote

L’univers n’est pas un endroit calme : les galaxies s’éloignent toujours plus les unes des autres. À quelle vitesse ? C’est tout le problème. Les scientifiques ne tombent pas sur les mêmes résultats et personne ne sait qui a raison ou tort. Et si ça se trouve, tout le monde se trompe. 

 
Les astrophysiciens savent depuis 90 ans que l’univers s’étend, et ils tentent depuis de mesurer la vitesse exacte de cette expansion. Mais différentes méthodes produisent des résultats différents, forçant les scientifiques à se demander si leur théorie du cosmos est solide. 
Dans les années 1920, les astrophysiciens Georges Lemaître et Edwin Hubble ont découvert que l’univers était en expansion, au lieu d’être un terrain calme et borné. En 1998, deux équipes de chercheurs ont démontré que le rythme de cette expansion s’accélérait avec la distance, et que l’univers était rempli d’une mystérieuse « énergie noire » causant cette accélération, depuis 14 milliards d’années. Ils ont gagné le prix Nobel en 2011. 
La vitesse est calculée grâce à la « constante de Hubble ». Cette constante est estimée de plus en plus précisément par les physiciens. Le problème est qu’elle est de 67,4 selon une méthode, et de 73 selon une autre. L’unité est en kilomètres par seconde par mégaparsec. Un mégaparsec égale environ trois millions d’années-lumière… Cela se lit ainsi : des galaxies situées à 3 millions d’années-lumière (1 mégaparsec) s’éloignent de 67,4 (ou 73 !) kilomètres par seconde. 
Les deux nombres semblent proches, mais pas pour les cosmologistes. Chaque méthode ayant une marge d’erreur faible, le fossé entre les deux résultats ne s’explique pas par une simple erreur de calcul : il y aurait donc un problème plus fondamental, quelque chose qui nous échapperait concernant l’univers et que la théorie actuelle n’est pas capable d’expliquer. Peut-être que l’équation expliquant le Big Bang et le cosmos a besoin d’être mise à jour. 
« Des lois physiques inconnues » 
La recherche actuelle, impliquant de nombreuses équipes dans le monde, consiste non seulement à affiner les mesures de distance des étoiles, mais aussi à trouver de nouvelles méthodes pour mesurer la vitesse de fuite des galaxies et peut-être résoudre ce que les physiciens appellent sobrement, au lieu d’une controverse ou d’une crise, la « tension » de la constante d’Hubble. 
Illustrant cette quête frénétique, une étude décrivant une méthode nouvelle, rédigée par des chercheurs de l’Institut d’astrophysique Max Planck en Allemagne et d’autres universités, est ainsi parue jeudi dans la revue américaine Science. Ils sont parvenus à mesurer la distance de deux étoiles en observant comment sa lumière se courbe autour de grosses galaxies sur son trajet jusqu’à la Terre. 
 

La Voie lactée et la galaxie d’Andromède, sur une illustration de la Nasan qui montre leur collision, prévue dans quatre milliards d’années. (Photo : Reuters / Nasa / Esa, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), and A. Mellin 


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PostPosted: Sun 15 Dec 2019 - 07:38    Post subject: Publicité

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Marine
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PostPosted: Sun 15 Dec 2019 - 07:43    Post subject: À quelle vitesse l’univers s’étend-il ? L’énigme qui divise la science Reply with quote

En cosmologie, le Big Crunch ou effondrement terminal est un des possibles destins de l'Univers. Il désigne l'effondrement de l'Univers, c'est-à-dire une phase de contraction faisant suite à la phase d'expansion. C'est donc en quelque sorte un « Big Bang à l'envers », qui consiste à ramener le cosmos à un point de singularité d'origine annulant l'espace et le temps. Vers la fin de cet effondrement, l'Univers atteint une densité et une température gigantesques. Ce scénario cosmologique se produit selon les propriétés du contenu matériel de l'Univers, en particulier les valeurs relatives de sa densité d'énergie et de sa densité critique.


La question de savoir si l'Univers connaîtra un Big Crunch ou si au contraire son expansion se poursuivra indéfiniment a longtemps été une des questions centrales de la cosmologie. Elle est considérée comme résolue par la majorité des cosmologistes depuis la fin des années 1990 à la suite de la découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers, signe que l'expansion se poursuivrait indéfiniment. Toutefois l'accélération de l'expansion ne sera confirmée que lorsqu'elle pourra être incluse dans un cadre théorique solide, lequel fait encore défaut.


Il est intéressant d'essayer d'évaluer la densité de l'Univers et de la comparer à la densité critique déduite de la constante de Hubble, afin de voir si la première est supérieure ou inférieure à la seconde.
En ce début du IIIe millénaire, la plupart des cosmologistes pensent que la densité réelle de matière est inférieure à la densité critique, ce qui exclut l'éventualité d'un Big Crunch futur. Cependant on ne peut pas considérer la question comme résolue. D'une part, théoriquement, l'infini ne se laisse pas maîtriser physiquement et continue à présenter des difficultés conceptuelles liées entre autres à des problèmes de conditions aux limites non réglées. D'autre part, observationnellement, la mesure de la constante de Hubble et de la densité de matière repose ultimement sur des mesures de distance. Or l'incertitude sur la précision des mesures de distance en astronomie reste importante. Dans ces conditions l'hypothèse d'un univers fini, qui correspond pour sa part à un modèle physiquement cohérent, ne peut pas être définitivement écartée. Dans ce cas notre univers finirait bien dans le Big Crunch.


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