Pourquoi et comment l’univers va mourir

L’Univers va mourir. C’est du moins ce que nous disent astronomes et physiciens qui remarquent d’étranges phénomènes. Big Crunch, Big Freeze, Big Change, ou encore Big Rip… quatre théories s’affrontent pour expliquer ce qui mettra un point final à l’infinité des cieux. En ce qui nous concerne, pas d’inquiétude : d’ici la fin des temps, notre civilisation aura probablement déjà disparu depuis longtemps avec notre galaxie.

Nous sommes par essence fichus dès notre naissance. On sait que notre vie aura un terme, que l’espace de ce qu’il est possible de réaliser dans une vie est court. Notre planète, elle aussi, a une date d’expiration, à cause de notre soleil qui aura tôt ou tard épuisé tout son combustible et explosera, engloutissant la vie terrestre dans une déflagration cataclysmique.

Dans les bras de notre galaxie, les nuages de gaz et de poussières à l’origine de nouvelles étoiles finiront par disparaître. Mais très longtemps après la collision entre notre galaxie et Andromède dans plus de 2 milliards d’années qui formeront une nouvelle galaxie encore plus grande. D’autres galaxies plus jeunes survivront plus longtemps que la nôtre, tant que leur réservoir de matière leur permettra de créer de nouvelles étoiles.

Au delà de cette échelle, les avis divergent sur ce qui va se passer. Mais de l’avis de nombreux scientifiques une chose est sûre : l’Univers connaîtra une fin. Reste à savoir comment il mourra !

Comment l’univers va mourrir

De nombreux indices montrent que l’Univers n’est pas éternel. Il y a d’abord la théorie du Big Freeze, qui annonce la mort de la température. Ou plutôt des différences de températures. Vu comme ça ne paraît pas si terrifiant, et pourtant, les différences de températures font partie des mécanismes indispensables à la vie. Et à notre technologie.

Une fois que toutes les étoiles s’éteindront. Que tous les trous noirs se seront vaporisés. Que l’expansion de l’Univers aura consommé jusqu’au moindre yota d’énergie disponible, l’univers sera froid, et très ennuyeux : il ne s’y passera plus rien. Plus jamais. Tous les objets qui le peuplent seront morts, inactifs, et très froids, à une fraction de degrés au-dessus du zéro absolu.

Ce Big Freeze a été théorisé au début du 19e siècle de pair avec le développement de la thermodynamique. Cette option est désormais complètement dépassée, car entre-temps, un certain Albert Einstein a développé la Relativité Générale qui a complètement bouleversé les conceptions.

Ce nouveau modèle de compréhension implique que la matière et l’énergie courbent l’espace et le temps. Et que les objets qui le peuplent s’influencent les uns les autres, via la gravité. Ce qui implique que l’Univers ne peut pas être de la même taille : il est soit en train de s’étendre, soit en train de se contracter.

Les galaxies s’éloignent les unes des autres

En 1929, l’astronome américain Edwin Hubble a réussi à prouver l’expansion de l’Univers. Et puisqu’il s’étend, cela signifie qu’il a été plus petit, beaucoup plus petit. Ce constat a aboutit à la mise sur pied de la théorie du Big Bang : en cherchant à savoir comment l’univers allait mourrir, on a compris qu’il avait eu une naissance. Une explosion d’une puissance inouïe, le moment le plus créatif de l’Histoire de l’Univers.

Et pour le prouver, les scientifiques ont calculé quelles traces une explosions aussi cataclysmique devrait être perceptible de nos jours. Ils ont conclu que cette empreinte devait se trouver dans les micro ondes. Et on trouve effectivement des radiations cosmiques venant de toutes les directions dans cette bande de fréquence.

Mais alors, combien de temps l’Univers peut-il continuer son expansion ? Tout dépend de la quantité de matière qu’il contient. Son expansion peut continuer indéfiniment, ce qui signifie qu’à un moment donné, on se dirige bien vers un Big Freeze. Mais si il y a suffisamment de gravité, l’expansion devrait réduire peu à peu, jusqu’à s’arrêter net. À partir de là l’univers devrait commencer à se contracter. Jusqu’au Big Bang à l’envers, ce que l’on appelle le Big Crunch.

Problème : l’expansion de l’univers s’accélère

Or il y a un hic qui remet tout en cause. En 1998, deux équipes d’astrophysiciens ont fait une incroyable découverte : contrairement à tout ce que les théories du moment prévoyaient, l’Univers poursuit son expansion, et de plus en plus vite ! De quoi donner des mots de tête à tous ces scientifiques.

La matière et l’énergie telle qu’on les connaît ne peuvent pas expliquer cet étonnant phénomène. Il a donc fallu inventer une matière et une énergie qu’on ne peut pas voir et qui n’interagit avec la matière visible qu’à une grande échelle : la matière et l’énergie noire. Son but est surtout de permettre à des modèles de tenir. Et on a jamais encore pu en détecter la moindre particule.

Pourtant, l’énergie et la matière noire doivent représenter quelque 70% de la matière et de l’énergie contenue dans l’univers. Cette nouvelle donnée implique donc nécessairement que ce n’est pas ce que l’univers contient de visible qui détermine son destin. Mais la matière et l’énergie noire. Du coup, les scientifiques ont depuis mis sur pied de nouvelles théories.

Mieux comprendre l’énergie du vide

La physique quantique énonce que même le vide contient de l’énergie. Certains scientifiques supposent alors qu’il y aurait différent types de vide, contenant plus ou moins d’énergie. Ces « bulles » de vide de faible énergie s’étendent sur leur environnement, un peu comme lorsque vous introduisez une perturbation dans un liquide en état de surfusion.

Ouvrant la voie à la contamination de l’Univers tout entier. Dans ces bulles les propriétés des particules fondamentales, comme par exemple les électrons, seraient différentes. On pense que si l’énergie est suffisamment faible, même les atomes ne pourraient pas se former. On appelle cette théorie le Big Change.

Et l’énergie noire pourrait se combiner à ce phénomène et se comporter différemment dans une bulle de faible énergie. Poussant in fine l’univers vers un Big Crunch après que nous ayons été réduit en bouillie de particules élémentaires.

L’Univers pourrait aussi bien finir déchiqueté

C’est la dernière des théories sur le destin de l’univers. Celle-ci est disons-le immédiatement, hautement spéculative. Elle nous vient d’un papier scientifique publié en 2003 par une équipe d’astrophysiciens menés par Robert Caldwell. Sa théorie est celle du Big Tear, ou grand déchirement.

En fait, pour le moment, énergie et matière noire sont extrêmement peu dense. Mais elle pourrait avoir une étrange propriété : au fur et à mesure que l’Univers s’étend, sa densité resterait constante. Ce qui veut dire que de la matière et de l’énergie noire sont créées en permanence pour rester dans la course de l’expansion.

Ces chercheurs vont même plus loin, et demandent : que se passerait-il si, au lieu de rester constante, cette énergie noire augmentait ? Cette énergie supplémentaire, ils l’appellent « énergie noire fantôme ». Et destine l’univers à une fin très étrange.

Si la densité de cette énergie et ou matière invisible augmente autour d’un objet, la gravité exercée pourrait provoquer sa dislocation. Cette dislocation pourrait se produire concomitamment à l’échelle de galaxies et à celle de l’atome, réduisant soudainement tout l’univers à une sorte de feuille de papier que l’on déchire. À toutes les échelles.

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Alors Big Freeze, Big Crunch, Big Change ou Big Tear ? Nous ne seront probablement jamais témoins du grand cataclysme qui mettra fin à l’Univers. Mais à force de patience et d’imagination, nous finirons probablement un jour par le savoir. Et c’est déjà beaucoup plus rassurant !