Tout le monde sait que l'univers est en expansion. Mais où? Quelle est cette extension? En observant la croissance du champignon nucléaire, nous pouvons définitivement limiter l'espace dans lequel il pousse. La question peut être très stupide d'une part, mais très intéressante d'autre part.
Ainsi, l'Univers s'est développé ou s'est contracté (respectivement, présentant des décalages vers le rouge et des décalages bleus) depuis le Big Bang. Mais où se terminera son expansion? Cela ne peut pas être à l'infini, après tout. Pourquoi devrions-nous dire que l'univers est en expansion comme s'il s'agissait de la chose la plus normale et la plus naturelle au monde?
Tout d'abord, quelques vérités simples
1. Vous ne développez pas maintenant
La terre ne l'est pas non plus. Ni le système solaire ni la Voie lactée. L'expansion de l'univers dépend de la gravité, ce qui signifie seulement que des effets de dominance gravitationnelle locale sont observés dans les régions à haute densité. Il s'avère que toutes les galaxies ne s'éloignent pas de la Voie lactée. Notre plus proche voisin, la galaxie d'Andromède, se précipite vers nous à une vitesse de 80 km / s et va entrer en collision avec nous d'ici plusieurs milliards d'années.
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2. Ne croyez pas aux métaphores
Il peut vous sembler que l'univers se dilate comme un ballon gonflé d'air. «Regardez, exactement comme l'univers!» Vous dira un scientifique britannique à la mode. Mais vous, étant intelligent, remarquerez qu'il y a de l'espace à l'extérieur de la balle et que la surface bidimensionnelle de la balle s'étend dans un espace tridimensionnel. Cependant, notre univers a trois dimensions.
3. L'univers n'a ni fin ni fin
Nous ne savons pas vraiment si l'univers est infiniment grand ou tout simplement très grand, mais même ainsi, voyager suffisamment longtemps dans une direction vous ramènera toujours à la case départ. Pensez à Pacman, mais sans fruits ni fantômes. Quant au centre de l'univers, c'est là que l'analogie avec la balle nous aide. Il nous semble que toutes les galaxies s'éloignent de nous, mais de leur point de vue, elles seront aussi le centre de l'univers. C'est juste une illusion.
Alors, où l'univers s'étend-il réellement? Oui à nulle part. Il n'y a pas de placard plein de choses. Mais pour comprendre cela, voyons ce que la relativité générale a à dire sur l'espace-temps.
En relativité générale (comme le disent les professionnels), la propriété la plus importante de l'espace (et du temps) est la distance (et l'intervalle de temps) entre deux points. En fait, la distance définit pleinement l'espace. L'évolution de l'échelle de distance est déterminée par la quantité de matière et d'énergie dans l'espace, et avec le temps, l'échelle augmente, ainsi que la distance entre les galaxies. Cependant - et c'est curieux - cela se produit sans réellement déplacer les galaxies.
Peut-être qu'à ce stade, votre intuition a faibli. Mais cela ne nous empêchera pas de régler les bizarreries.
Nous avons déjà dit que les galaxies s'éloignaient de nous. Pas vraiment. C'est simplement qu'il est plus facile pour les scientifiques d'expliquer ce qui se passe réellement. Ils vous trompent.
«Mais attendez!» Dira le plus savant sur le plan scientifique. - "Nous mesurons le décalage Doppler de galaxies lointaines." Ce soi-disant "redshift", que vous connaissez, est fixé sur la Terre, et comme la sirène d'une ambulance qui passe, il nous fait savoir qu'il y a du mouvement. Mais ce n'est pas quelque chose qui se produit à une échelle cosmologique. C'est juste que depuis que les galaxies lointaines ont émis de la lumière et qu'elle nous est parvenues, l'échelle de l'espace a sérieusement changé, augmenté. Au fur et à mesure que l'espace s'est élargi, la longueur d'onde des photons a augmenté, de sorte que la lumière émet du rouge.
Une autre question découle de cette approche: "Est-ce que l'Univers se développe vraiment plus vite que la vitesse de la lumière?" Il est absolument vrai que la plupart des galaxies éloignées augmentent leur distance par rapport à nous plus rapidement que la vitesse de la lumière, et alors? Ils ne se déplacent pas plus vite que la lumière (ils restent généralement immobiles). De plus, le savoir ne vous aidera en aucun cas: les informations ne sont pas transmises. Si vous envoyez un paquet de nourriture dans une autre galaxie, plus rapide que la vitesse de la lumière, vous ne pouvez pas le faire (et même ici, en principe, vous devrez essayer). La vitesse de la lumière reste le limiteur de vitesse universel.
Nous avons donné l'opinion la plus répandue (enfin, ou acceptée dans le domaine des relativistes) sur l'expansion cosmologique, mais il serait logique de terminer sur ce que nous ne comprenons pas du tout. Tout ce qui précède fonctionne très bien si vous avez de la place pour avancer et vous étirer. Mais que s'est-il passé au tout début qui a littéralement fait de l'espace à partir de rien? La physique n'a pas de réponse à cette question. Et il faut attendre que la théorie de la gravité quantique apparaisse et fasse la lumière sur cette question.
Ilya Khel