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Sommaire

 

CONCEVOIR

L'ESPACE COURBE

 

FICHE 30

 

Essayons-nous à une gymnastique intellectuelle. Imaginer notre vue de l'espace autour de la Terre dans toutes les directions, comme si nous étions dans un vaisseau spatial vitré de tous côtés, loin de la Terre mais encore dans le système solaire. Le soleil ne nous empêche pas de voir les étoiles sur le fond du ciel noir.

Contrairement à l'apparence, ce n'est pas un espace de plus en plus grand au fur et à mesure où nous cherchons à voir plus loin. Où que l'on regarde, c'est dans le passé, à des époques où l'espace était plus petit qu'aujourd'hui.

Bien sûr, ce que nous voyons à l'oeil nu, c'est à dire les étoiles de notre Galaxie, correspond, sur un rayon de cent mille années-lumière, à la réalité,

Mais au delà, lorsqu'il faut utiliser les télescopes et observer les milliards de galaxies, à des milliards d'années-lumière, intervient l'illusion créée par la courbure de l'espace.

Plus c'est loin et plus c'est ancien, petit, dense, chaud et déformé par le trajet de la lumière.

Nous voyons le contraire de la réalité. Nous regardons d'un point de la périphérie vers l'origine, et non pas d'un point quelconque vers la périphérie.

Deux points de l'espace que nous voyons loin dans des directions opposées, étaient proches au moment où la lumière qui nous en parvient les a quittés. De même que, sur le globe terrestre, la Nouvelle Zélande (loin vers l'Est), et la Polynésie, (loin vers l'Ouest) sont géographiquement proches.

De toutes les directions nous parvient un "bruit" de fond, mais il parvient de ce qui s'est passé, à l'origine, en un endroit relativement restreint.

Imaginons que, sur la Terre, qui est une sphère, parviennent en France des messages envoyés par radio depuis les antipodes, proches de la Nouvelle Zélande. Ces messages, partis d'un point, nous arrivent de toutes les directions de la surface de la Terre.

La surface de la Terre est à deux dimensions, alors que l'Univers autour de nous, est à trois dimensions. Les débuts de l'Univers nous envoient leur message dans les trois dimensions de l'espace, après avoir fait le tour (plusieurs fois ?) de l'Univers.

 

Ce n'est pas le présent que nous voyons ou entendons. C'est le passé dans toute son extension, où nous voyons en même temps il y a huit minutes (le soleil), il y a des années (les étoiles) ou des millions et milliards d'années (les galaxies, les quasars).

En toile de fond, c'est la boule de feu des 300 000 ans (du découplage rayonnement-matière), où l'Univers s'étendait sur 300 000 années-lumière. Auparavant, il était opaque.

Le présent de l'Univers, lui, est inatteignable, mis à part ce qui se passe dans notre environnement terrestre immédiat. Il nous parviendra dans l'avenir.

L'avenir qui, lui, n'existe pas (encore).

 

Remarquer qu'il y a cependant un avenir qui existe déjà. Par exemple ce qui s'est passé dans le soleil il a une, deux, quatre minutes. Nous le verrons dans quatre, six, sept minutes.

Par exemple aussi ce qui s'est passé dans la galaxie d'Andromède depuis deux millions d'années. Les signaux lumineux parviendront dans notre galaxie dans les deux millions d'années à venir.

Par exemple aussi tout ce qui se passe dans le présent de l'immensité de l'Univers actuel. Il existe donc un avenir déjà créé, et un avenir non encore créé.

Ce n'est pas tout. Ces signaux lumineux ne nous parviennent pas en ligne droite, mais suivant les "géodésiques" de l'espace-temps. Ce que l'on voit dans l'Univers lointain dans l'espace et le temps est un tourbillon où l'on voit plusieurs fois la même chose, par exemple la région de l'Univers où nous nous trouvons, mais à des époques différentes. Ma "spiraloïde de révolution" (voir les fiches) doit être pensée non en deux, mais en trois dimensions. Ce qui ne l'empêche pas d'avoir une étendue-durée de 15 milliards d'années-lumière.

 

Science et Vie n° 1014 nous informe que l'expansion s'accélère. On y lit, citant Fred Adams " A mesure que l'expansion va s'accélérer, les galaxies vont s'écarter de plus en plus vite, jusqu'à finir par disparaître de notre vue."

L'auteur tient-il compte de ce que les distances croissant de façon linéaire, il n'en est pas de même des surfaces ni des volumes ?

 

Laurent NOTTALE (à propos de l'expansion )

Celle-ci n'existe physiquement c'est-à-dire ne peut se manifester dans les phénomènes physiques mesurables ( en premier lieu le décalage vers le rouge cosmologique) que s'il existe de petites échelles où il n'y a pas expansion... On voit que si l'expansion de l'Univers devait s'appliquer à toutes les échelles, y compris microscopiques, elle deviendrait inobservable.  L'expansion de l'Univers se ramène, en dernier recours, à une variation au cours du temps des unités cosmologiques par rapport aux unités microscopiques, celles qui vont définir la fréquence au repos des différentes raies spectrales.

 

Nous avons cerné la petite partie de l'Univers que les meilleurs télescopes arrivent à observer à un moment donné : ce qui se trouve sur la spiraloïde de révolution. D'immenses parties de l'Univers, plus récentes que celles que nous voyons, nous sont cachées : leur lumière ne nous est pas parvenue.

Ce n'est donc pas l'éloignement qui est en cause, c'est le fait que la lumière arrive ou n'arrive pas à l'observateur, en raison de son itinéraire géodésique obligé.

En regardant plus loin dans le Cosmos, nous ne pénétrons pas dans un espace sans limite, mais dans le passé, qui est limité par l'univers des premiers 300 000ans.

La distance entre deux objets n'est pas une question de kilomètres, de parsecs ou de mégaparsecs, mais le temps mis par la lumière pour aller de l'un à l'autre. Ce temps croît avec l'expansion, proportionnellement à l'âge de l'Univers.

La lumière se dégrade avec le temps car elle occupe un espace de plus en plus grand. Elle allonge régulièrement la durée d'un événement. C'est une autre façon de comprendre l'effet Doppler.

 

De même que, pour faciliter la compréhension de ce qui se passe sur une droite dans le temps (une dimension), nous avons eu recours à un repère à deux dimensions ; de même que pour faciliter la compréhension de ce qui se passe sur la surface de la sphère en expansion (deux dimensions), nous sommes sortis de cette surface avec la spiraloïde (trois dimensions), il est probable que pour la compréhension de notre univers à trois dimensions, avec, par exemple, la "courbure" de l'espace, il faudrait avoir recours à une quatrième dimension.. Les mathématiques doivent nous le permettre.

La spiraloïde à 4 dimensions limiterait notre vue sur l'Univers. Elle engloberait ce qui est visible aujourd'hui avec les télescopes les plus perfectionnés. Son intérieur serait la Mémoire de l'Univers sur 14 milliards d'années. Son extérieur, ce qui sera visible dans l'avenir illimité, et qui, chaque jour, nous apporte de nouveaux astres jusqu'alors invisibles.