L’espace est-il éternel ?
The Conversation demande aux enfants d’envoyer des questions auxquelles ils aimeraient qu’un expert réponde. Conrad de Sydney, âgé de 6 ans, veut savoir si l’espace est éternel. Ils ont demandé à un astronome de lui expliquer.
L’espace est probablement éternel, mais la vérité est que nous ne le savons pas. Pas encore en tout cas. C’est ce qui en fait une excellente question, car la science consiste à trouver des réponses à des choses que nous ne connaissons pas encore.
Alors, que savons-nous de l’espace ? Nous savons qu’il est grand, très grand. Il est assez grand pour contenir la Terre et toutes les autres planètes. Il est assez grand pour inclure le Soleil et toutes les étoiles que nous voyons la nuit.
Il n’y a pas si longtemps, les gens pensaient que lorsqu’ils regardaient le ciel nocturne, ils voyaient tout l’espace. C’était le cas jusqu’à l’arrivée d’Edwin Hubble. C’était un astronome américain et ce qu’il a découvert était si étonnant que la NASA a donné son nom au célèbre télescope spatial Hubble.
Des étoiles très, très lointaines
Il y a presque 100 ans, Hubble, l’astronome, observait de petites taches de lumière floues cachées parmi toutes les étoiles que nous pouvons voir. Personne n’était exactement sûr de ce qu’elles étaient, mais Hubble a découvert que ces taches de lumière étaient faites d’étoiles et, plus important encore, qu’elles étaient très éloignées.
La galaxie d’Andromède est remplie d’étoiles au-delà de notre Voie lactée. Adam Evans
Avec cette seule découverte, notre idée de l’espace a explosé.
Les étoiles que nous voyons dans le ciel nocturne font partie de la galaxie Voie lactée. C’est la galaxie à laquelle nous appartenons.
Les taches de lumière que Hubble étudiait étaient d’autres galaxies – chacune remplie d’étoiles et de planètes et de beaucoup d’autres choses aussi. Certaines galaxies sont plus petites que notre Voie lactée et d’autres sont plus grandes.
L’espace était beaucoup plus grand que ce que l’on avait jamais imaginé.
Le Soleil est l’une des milliards d’étoiles de la Voie lactée. Caltech
Comment voir à l’infini ?
L’espace est grand, mais s’étend-il à l’infini ? Le problème est que nous ne pouvons pas voir à l’infini. Il y a une limite à la quantité d’espace que nous pouvons voir, tout comme nous ne pouvons pas sortir de notre porte d’entrée et voir toutes les villes d’Australie.
La partie de l’espace que nous pouvons voir est appelée l’univers observable. Il contient toute la lumière que nous pourrons jamais voir (car lorsque nous regardons à travers l’espace, nous cherchons surtout de la lumière).
L’univers observable peut même être mesuré. Il mesure 93 milliards d’années-lumière d’un bout à l’autre. Voilà une distance à laquelle même les astronomes ont du mal à penser. C’est comme faire environ 300 000 tours de notre galaxie la Voie lactée, alors que notre Soleil n’a fait que 20 tours dans toute sa vie. Ou pouvez-vous imaginer faire 20 millions de billions de tours de la Terre ?
Toute la lumière que nous voyons fait partie de notre univers observable. Avi Solomon/flickr
De plus, l’univers observable est centré sur nous car nous sommes au centre, regardant dans l’espace. Un extraterrestre sur une autre planète, dans une galaxie lointaine, aurait son propre univers observable. Vous pourriez penser que chacun d’entre nous est à l’intérieur de sa propre bulle d’univers.
Si nos deux bulles se chevauchaient, alors l’extraterrestre verrait certaines des mêmes choses que nous pouvons voir. Mais qu’en est-il des endroits qui sont à l’extérieur de notre bulle ? L’extraterrestre verrait-il le vide au bord de l’espace ?
Non, probablement pas. Ce qui est plus probable, c’est qu’ils verraient une partie de l’espace que nous ne pourrons jamais voir.
En théorie, l’espace continue…
Alors, pourquoi les scientifiques pensent-ils que l’espace continue à l’infini ? C’est à cause de la forme de l’espace. Notre partie de l’espace, ou l’univers observable, a une forme particulière : elle est plate.
Cela signifie que si vous et un ami aviez chacun votre propre fusée et que vous décolliez tous les deux pour voyager en ligne droite, à l’infini, vous ne vous rencontreriez jamais. En fait, vous resteriez toujours exactement à la même distance, dans l’univers observable.
Si la forme de l’espace est plate, alors deux fusées ne se rencontreront jamais. NASA/Troy Cryder
Mais c’est un cas vraiment particulier. Si l’espace avait une autre forme, alors beaucoup de choses pourraient se produire. Vos deux fusées, qui voyagent en ligne droite, pourraient finir par se croiser, ou bien elles pourraient s’approcher très près mais ne jamais se rencontrer, ou encore elles iraient peut-être dans l’autre sens et s’éloigneraient l’une de l’autre.
Mais seul un espace plat maintiendra les fusées exactement à l’écart.
Les scientifiques ont une idée de la façon de résoudre ce problème spécial de planéité. Et, ce qui est important, leur idée résout aussi d’autres problèmes pour expliquer pourquoi l’espace se présente exactement comme nous le voyons.
Quand une idée résout beaucoup de problèmes, les scientifiques l’appellent une théorie. Cela signifie que nous pourrions être sur la bonne voie pour trouver une réponse.
La théorie dit que l’espace doit être vraiment, vraiment grand mais que nous ne pouvons en voir qu’une petite partie, et que cette partie semble spéciale et plate. C’est un peu comme si la Terre semblait plate, sauf si vous êtes un astronaute flottant dans l’espace. Là-haut, vous voyez tellement plus de la Terre qu’il est possible de voir comment elle se courbe au loin.
Mon pari est que l’espace s’étend effectivement à l’infini. Peut-être qu’un jour la science nous aidera à savoir si c’est vrai.
Quand on voit beaucoup plus de la Terre, elle cesse d’être plate. NASA/Reid Wiseman
Bonjour, petits curieux ! Si vous avez une question à laquelle vous aimeriez qu’un expert réponde, demandez à un adulte de l’envoyer à [email protected]. N’oublie pas d’indiquer ton nom, ton âge (et, si tu le souhaites, la ville dans laquelle tu vis). Toutes les questions sont les bienvenues – sérieuses, bizarres ou farfelues !
Tanya Hill, membre honoraire de l’université de Melbourne et conservateur principal (astronomie), Museum Victoria. Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l’article original.