Expansion de l’univers
L’expansion de l’univers est le phénomène par lequel l’espace lui-même s’étend, éloignant progressivement les galaxies les unes des autres. Ce n’est pas un mouvement des galaxies dans l’espace, mais une expansion de l’espace lui-même — comme des points dessinés sur un ballon qui s’éloignent les uns des autres quand on gonfle le ballon, sans qu’aucun ne soit au centre.
La découverte de Hubble
En 1929, Edwin Hubble publie une observation fondamentale : toutes les galaxies s’éloignent de nous, et leur vitesse de récession est proportionnelle à leur distance. C’est la loi de Hubble. Cette découverte, confirmée par des mesures de redshift, implique que l’univers était plus petit dans le passé — et qu’il a dû partir d’un état initial très dense et très chaud. Elle constitue la principale preuve observationnelle du modèle du Big Bang.
L’expansion accélérée
En 1998, deux équipes indépendantes étudiant des supernovas lointaines découvrent que l’expansion ne ralentit pas sous l’effet de la gravité — elle accélère. Cette découverte, récompensée par le prix Nobel de physique en 2011, a conduit à introduire le concept d’énergie noire pour expliquer cette accélération mystérieuse. Aujourd’hui, l’univers s’étend de plus en plus vite, éloignant irréversiblement les galaxies lointaines au-delà de notre horizon observable.
Importance en astronomie
L’expansion de l’univers est au cœur de toute la cosmologie moderne. Elle détermine la relation entre distance et redshift des galaxies, permet de mesurer l’âge de l’univers, et conditionne son destin futur. La mesure précise du taux d’expansion — la constante de Hubble — est l’un des enjeux majeurs de l’astronomie contemporaine, notamment à cause de la tension entre les différentes méthodes de mesure.
Exemple concret
La galaxie NGC 7619, à environ 200 millions d’années-lumière, s’éloigne de nous à environ 3 800 kilomètres par seconde en raison de l’expansion de l’univers. Les galaxies encore plus lointaines s’éloignent encore plus vite — certaines, au-delà de notre horizon cosmique, se séparent de nous à des vitesses supérieures à celle de la lumière, non parce qu’elles se déplacent dans l’espace, mais parce que l’espace lui-même s’étend.
Questions fréquentes
Si l’univers s’étend, les galaxies vont-elles finir par disparaître ?
Oui, sur des échelles de temps énormes. Les galaxies très lointaines s’éloignent déjà de nous à des vitesses supérieures à celle de la lumière. Dans des milliards d’années, sous l’effet de l’accélération, de plus en plus de galaxies franchiront notre horizon cosmique et disparaîtront définitivement de notre univers observable.
L’expansion de l’univers s’applique-t-elle aussi aux objets locaux ?
Non. À l’échelle locale — systèmes planétaires, étoiles, galaxies individuelles — la gravité domine et maintient les objets liés ensemble. L’expansion cosmique ne s’applique qu’aux grandes échelles, là où la gravité ne lie plus les structures. La Voie Lactée et Andromède, par exemple, se rapprochent malgré l’expansion générale.
L’expansion de l’univers crée-t-elle de la matière ?
Non, dans le modèle standard. L’espace s’étend mais la quantité de matière reste constante. La densité de matière diminue donc avec le temps. Dans les théories de l’état stationnaire (aujourd’hui abandonnées), la création continue de matière était postulée pour maintenir une densité constante malgré l’expansion.