Âge de l’univers

Notre univers serait né dans une grande déflagration ou explosion primordiale, il y a environ 14 milliards d’années. Cette déflagration, qu’on appelle le Big Bang, aurait créé l’univers à partir d’un état extraordinairement petit, chaud et dense. Mais comment les astrophysiciens ont-ils pu dater l’univers?

Il semblerait que c’est plutôt simple, parce que pour l’obtenir l’âge de l’univers il suffirait d’observer une galaxie, de mesurer sa vitesse d’éloignement due à l’expansion de l’univers et de diviser une quantité par l’autre, parce que l’âge de l’univers est l’intervalle de temps qui sépare l’instant où toute la matière des galaxies était rassemblée de l’instant présente.

La vitesse d’éloignement des galaxies, qui n’est autre que la vitesse d’expansion de l’univers, est facilement mesurable.

Cependant, l’âge de l’univers obtenu en divisant la distance d’une galaxie par sa vitesse, est exact si la vitesse des galaxies est constante et n’a jamais varié en fonction du temps. Or, nous savons que ce n’est pas le cas.

En effet, on croit aujourd’hui que notre univers fut en décélération pendant les sept premiers milliards d’années de son existence, puis, à partir du 7e milliard d’années, l’univers s’est accéléré. Ainsi, l’âge obtenu en divisant la distance d’une galaxie par sa vitesse devra être corrigé en tenant compte de ces effets d’accélération et de décélération.

Bref, l’âge de l’univers obtenu en mesurant distances et vitesses de fuite pour de nombreuses galaxies et en corrigeant les données par rapport aux changements de la vitesse, est d’environ 13,7 milliards d’années.

Le mouvement de fuite des galaxies nous a servi de sablier cosmique pour dater l’univers, mais d’autres sabliers cosmiques nous permettent eux aussi de cerner l’âge de l’univers. Les astronomes peuvent déduire l’âge des étoiles en examinant leurs caractéristiques physiques telles que leur masse ou leur brillance, ainsi que leurs couleurs. On a conclu que l’âge des étoiles dans les amas globulaires, les plus vieilles de l’univers, se situe entre onze et dix-huit milliards d’années (l’imprécision de cet âge vient surtout du fait qu’on connaît mal la distance à ces amas globulaires, et donc la luminosité intrinsèque de leurs étoiles.

En tout cas, l’âge de l’univers déterminé par le mouvement de fuite des galaxies se situe bien entre ces deux limites : le deuxième sablier cosmique donne à peu près la même réponse sur la durée de l’existence de l’univers.

Il y existe cependant un troisième sablier cosmique basé sur la durée de vie de certains atomes radioactifs. Ces atomes ne sont pas éternels. Au bout d’un certain temps, les atomes se désintègrent spontanément en éjectant particules et rayonnements nocifs pour l’être humain (par exemple, des expositions répétées à des produits radioactifs peuvent être à l’origine de certains cancers). En se désintégrant, les atomes radioactifs se métamorphosent en d’autres atomes. Le calcul du nombre d’isotopes (ces atomes métamorphosés) permet de déduire l’âge d’un objet et de dater de façon très précise tout objet contenant des atomes d’uranium. L’uranium est né lors de l’agonie explosive des étoiles massives. Grosso modo, l’âge des atomes les plus anciens se situe de nouveau entre 10 et 20 milliards d’années.

On constate donc qu’il n’y a a priori aucune connexion directe entre les trois sabliers cosmiques, aucun lien apparent entre le mouvement de fuite des galaxies, l’évolution des étoiles et la désintégration des atomes. Et pourtant, les trois méthodes donnent la même fourchette d’âge pour l’univers ce qui ne saurait être l’effet du hasard.

À moins d’une immense conspiration cosmique pour nous induire en erreur, il faut y voir un triomphe de la théorie du Big Bang : il y a eu un début de l’univers, il y a quelque 15 milliards d’années.

Une autre conclusion importante peut être tirée de ces calculs : on peut apprendre la date de la fin de notre univers et de tout ce qui nous entoure. Et ce sera une vraie fin… la fin de l’univers.

age de l'univers

L’univers n’est pas éternel, mais si rien n’est pas éternel, alors, la fin n’est-elle pas aussi, éternelle? (Citations de Meg Jorgensen). Image : Wallcoo.com

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