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Rayonnement micro-onde du fond cosmique projeté sur une sphère. Crédit : NASA/WMAP
Thunderbolts, Stephen Smith, 13 mai 2009
Quelle est la taille de l'Univers ? Quel est son âge ?
Aujourd'hui, la cosmologie est dominée par la théorie du Big Bang, dont la prémisse majeure dit qu'autrefois existait un vide sans matière, ni espace, ni temps. Pour une raison non dite par les scientifiques adeptes de cette théorie, une irruption d'énergie venue d'un autre plan d'existence, remplaça le vide par ce qui devint en définitive l'Univers actuel.
La théorie du Big Bang fut postulée parce que, en utilisant le télescope de 100 pouces de l’observatoire du Mont Wilson, l'astronome Edwin Hubble pensait avoir remarqué que les galaxies distantes s’éloignent de la Voie Lactée. Le plus étonnant dans ses dossiers de données n'est pas l’éloignement lui-même, mais plutôt les vitesses élevées associées à ses mesures. D’après ses calculs, certaines galaxies s’éloignaient de son l'observatoire à des milliers de kilomètres par seconde.
Hubble arriva à cette conclusion à cause de ce qui sera appelé plus tard le « redshift » [le décalage vers le rouge] des fréquences de la lumière dans le spectrogramme des images galactiques. Adaptant l'effet Doppler (du nom du physicien autrichien Christian Doppler, qui proposa l’idée en 1842) aux spectres des différentes galaxies, Hubble pensa que le décalage de la position de certaines signatures d’éléments, appelées lignes de Fraunhofer (du physicien allemand Joseph von Fraunhofer), indiquait que les ondes lumineuses se décalent vers l'extrémité rouge du spectre du fait, sans doute, de la vitesse d’éloignement.
Les lignes de Fraunhofer sont censées se produire à des fréquences précises du spectre, en fonction de la nature des éléments qui absorbent la lumière. Si elles sont à une autre position, alors elles ont été décalées par l’effet Doppler, à cause de l'accélération de l'élément correspondant. Cela constitue le fondement du calcul à l'échelle galactique de la distance et de la vitesse d’éloignement supposées montrées par les galaxies. En recourant à ce système de « redshift, » l’éloignement de certaines galaxies par rapport à la Terre a été estimé à la vitesse incroyable de 90 pour cent de celle de la lumière.
Dans le spectre solaire, par exemple, les lignes de Fraunhofer montrent la présence dans l’atmosphère du Soleil de certains éléments, du fait de l’absorption de certaines fréquences lumineuses.
Crédit : Global Change Magazine for Schools
Tout ce que nous voyons et connaissons est censé être né dans l'explosion du Big Bang, de sorte que l'inertie initiale communiquée à l'Univers provient de cet événement surnaturel. Depuis que la distance et la vitesse d’éloignement des objets sont mises en corrélation avec une échelle de temps, on pense qu’une chose comme une galaxie ou un objet quasi-stellaire (quasar) se trouvant à 10 milliards d'années-lumière, se présente aussi comme elle était il y a 10 milliards d'années. Les astronomes voient la lumière ancienne, qui a voyagé dans l'espace pendant 10 milliards d'années, avant de frapper à la fin leurs détecteurs.
L'estimation actuelle de l'âge de l'Univers est de 13,7 milliards d'années. Elle se fonde sur les données des puissants télescopes, censés être capables de détecter les galaxies dont la distance à la Terre approche cette distance. Comme mentionné précédemment, on pense que la distance et le temps sont liés l’un à l’autre à cause du redshift. Par conséquent, la limite de la vision maximum fournit l’information qui détermine notre perception de l’âge de l’Univers. En d'autres termes, le diamètre de l'Univers observable devrait être aux alentours de 27,4 milliards d'années-lumière.
Il y a toutefois une énigme liée à ce chiffre. Selon un communiqué de presse actuel, on estime à 156 milliards d'années-lumière le diamètre de l'Univers, et non pas à 27,4 milliards ! Comment est-ce possible ? La réponse, selon les théoriciens en physique, c’est l'inflation.
Récemment, les astrophysiciens ont été consternés quand leurs observations ont semblé indiquer une plus grande complexité que prévu dans la jeunesse de l’Univers. Comme le principe de l'inflation l’indique, ce n’est cependant pas simplement l'accélération du Big Bang qui affecte le spectre des galaxies et des quasars éloignés, l'espace dans lequel ils sont embarqués est aussi en pleine expansion.
Si la création d’une galaxie exige X années et si l’âge de l'Univers est de Y ans, aucune galaxie ne devaient exister il y a Y-X années ou à une distance plus grande que Y-X années-lumière. Quand des formations de ce genre ont été observées, dans la mesure où la pertinence des théories était en cause, une autre explication a dû être ajoutée à l'hypothèse du Big Bang afin de tenir compte d’elles.
Ainsi, il se pourrait que les objets, qui semblent extrêmement éloignés, du fait de leur redshift, ne soient pas aussi anciens que leur spectre le suggère : ils se déplacent avec l'expansion de l'espace. Certainement, comme le propose la théorie de l'inflation, ils ne sont pas aussi vieux qu’ils le paraissent, ils sont simplement « plus éloignés. » Cette dichotomie semble exiger que dans sa jeunesse l'Univers était en expansion plus rapide que la vitesse de la lumière, puisque sa « taille » équivaut à plus de 11 fois son âge.
L’observation des distances galactiques de Edwin Hubble, par opposition à la vitesse d’éloignement, a conduit à un autre dilemme : les galaxies suffisamment éloignées pourraient se déplacer si vite, que leur vitesse pourrait dépasser celle de la lumière. Cette notion est connue sous le nom d’horizon de l’Univers ou rayon de Hubble. C’est le point au-delà duquel nos instruments ne pourront jamais voir, parce que la lumière venant de cet horizon ne rattrapera jamais l'expansion de l'espace, plus rapide que la vitesse de la lumière.
La théorie de la Relativité Restreinte ne permet à aucun objet d’atteindre la vitesse de la lumière, sans parler de la dépasser. Comment alors les scientifiques s’accommodent-ils de ce dilemme ? Ils le font en ne tenant pas compte des restrictions de la Relativité Restreinte et recourent à la place à la théorie de la Relativité Générale, où ce genre de limite n'existe pas. Puisque aucune information ne peut venir d’au-delà du rayon de Hubble, il n’y a aucune entorse envers la relativité.
Comment de pareilles péripéties dans les idées, en plus de la déformation du temps et de l'espace sont-elles possibles ? Elles découlent directement de la supposition d’une corrélation entre le redshift et la distance. Les systèmes cosmologiques modernes sont tous élaborés, sans exception, sur cette hypothèse. Et si la prémisse initiale de Hubble était boiteuse ? Et si le redshift était vraiment une divagation ? Où devrions-nous aller pour avoir des éclaircissements sur ce que nous observons ? Nous nous tournerions vers les travaux de Halton Arp, un astronome dont la réputation devrait être au moins égale à celle de Edwin Hubble.
Original : thunderbolts.info/tpod/2009/arch09/090513faster.htm
Traduction libre de Pétrus Lombard pour Alter Info
