Notes sur l'univers observable - 1° partie, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur l'univers observable - 1° partie, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le l'univers observable - 1° partie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: L'univers jusqu'à 13 milliards d'années lumière, L'Univers jusqu'à 1 milliard d'années lumière, L'univers jusq...
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Nous avons déterminé plus haute une estimation actuelle de l'âge de l'Univers comme pouvant

être interprétée comme l'inverse de la constante de Hubble ce qui nous a donné :

(51.116)

soit environ 13 milliards d'années.

Remarques:

R1. Nous noterons que les articles populaires et professionnels de recherche en cosmologie

emploient souvent le terme "Univers" dans le sens de "Univers observable".

R2. Il faudrait au fait être plus rigoureux lorsque nous parlons d'âge de l'Univers. Au fait, nous

devrions plutôt dire que l'âge de l'Univers, pour un observateur comobile depuis les époques les

plus reculées, est de 13 milliards d'années. En clair, c'est l'âge que mesurerait quelqu'un qui serait

resté observateur inertiel (en chute libre : ne subissant aucune autre force que la gravitation) tout

au long de l'évolution de l'Univers et dans un référentiel tel qu'il aurait toujours perçu cet Univers

comme homogène et isotrope.

A ce jour, nous ne savons pas si l'Univers est fini ou infini, bien que la majorité des théoriciens

favorisent actuellement un Univers infini.

L'Univers observable se compose ainsi de tous les endroits qui pourraient nous avoir affectés

depuis le Big Bang (attention! malgré son nom, cette théorie du Big Bang n'a rien à dire sur le

début! Elle se contente de décrire l'évolution et l'expansion de l'Univers), en tenant compte que

la vitesse de la lumière est certainement finie. L'horizon cosmique se trouve quant à lui à une

distance de 14 à 15 milliards d'années lumière selon les observations expérimentales de la fin

du 20ème siècle.

La taille actuelle (la "distance comobile") de l'Univers observable est plus grande, puisque

l'Univers a continué de s'étendre pendant le temps que la lumière met à nous parvenir, nous

estimons qu'elle est d'environ ~40 milliards d'années lumière.

Ce chiffre peut être obtenu en prenant un objet visible qui est à 13 milliards d'années de notre

Terre. Celui-ci aura donc mis 13 milliards d'années pour s'éloigner de nous, sa lumière aura

mis 13 milliards d'années pour arriver jusqu'à nous et pendant ce temps de parcours de la

lumière, il ce sera éloigné de 13 milliards d'années (puisque les objets à l'horizon cosmologique

vont à la vitesse de la lumière). Soit un total de ~39 milliard d'années.

Celui-ci contiendrait d'après des estimations toutes heuristiques environ étoiles,

répandues dans environ galaxies, elles-mêmes organisées en amas et super-amas de

galaxies (le nombre de galaxies pourrait être encore plus grand, selon le "champ profond de

Hubble" observé avec le télescope spatial Hubble.)

Cependant il est difficile de s'imaginer ce que cela représente. A ce titre, nous avons trouvé sur

Internet une magnifique série d'illustrations (http://atunivers.free.fr) que nous vous proposons

:

1. L'univers jusqu'à 13 milliards d'années lumière (l'Univers visible) :

(51.117)

Cette carte essaie de montrer l'ensemble de l'Univers visible. Les galaxies dans l'Univers ont

tendance à se rassembler en vastes feuilles et "superamas" de galaxies, entourant de grands

vides, ce qui confère à l'univers une apparence cellulaire. Parce que la lumière dans l'univers ne

voyage qu'à une vitesse finie, nous voyons les objets sur le bord de l'univers quand celui-ci

était très jeune, il y a 13 milliards d'années.

Quelques chiffres (estimations) :

- Nombre de superamas de l'univers visible = 270'000

- Nombre de groupes de galaxies de l'univers visible = 500 millions

- Nombre de grandes galaxies de l'univers visible = 10 milliards

- Nombre de galaxies naines de l'univers visible = 100 milliards

- Nombre d'étoiles de l'univers visible = 2'000 milliards de milliards

2. L'Univers jusqu'à 1 milliard d'années lumière (les superamas voisins) :

(51.118)

Quelques chiffres (estimations) :

Les Galaxies et les amas de galaxies ne sont pas distribués régulièrement dans l'Univers. Au

lieu de cela, ils sont rassemblés en de larges amas, feuillets et murs de galaxies séparés par de

larges vides dans lesquels peu de galaxies semblent se trouver. La carte ci-dessus montre un

certain nombre de ces superamas, y compris celui de la Vierge - un superamas plutôt petit dont

notre galaxie fait partie. La carte entière représente à peu près 7% du diamètre de l'Univers

visible. Les galaxies sont trop petites pour apparaitre individuellement sur cette carte, chaque

point y représente un groupe de galaxies.

Quelques chiffres (estimations) :

- Nombre de superamas jusqu'à 1 milliard d'années lumière = 80

- Nombre de groupes galactiques jusqu'à 1 milliard d'années lumière = 160'000

- Nombre de grande galaxies jusqu'à 1 milliard d'années lumière = 3 millions

- Nombre de galaxies naines jusqu'à 1 milliard d'années lumière = 30 millions

- Nombre d'étoiles jusqu'à 1 milliard d'années lumière = 500 millions de milliards

3. L'univers jusqu'à 100 millions d'années lumière (le superamas de la Vierge) :

(51.119)

Notre galaxie n'est qu'une parmi des milliers d'autres qui se trouvent à moins de 100 millions

d'années lumière. La carte ci-dessus montre comment les galaxies tendent à s'amasser par

groupes, le plus important des amas proches étant l'amas de la Vierge (Virgo), une

concentration de plusieurs centaines de galaxies qui domine les groupes de galaxies

environnants. Collectivement, l'ensemble de ces groupes est connu sous le nom de Superamas

de la Vierge. Le second amas le plus riche de ce volume est l'amas du Fourneau (Fornax), mais il

est bien moins riche que celui de la Vierge. Seules les galaxies brillantes sont dessinées ici,

notre galaxie est le point tout au centre.

Quelques chiffres (estimations) :

- Nombre de groupes de galaxies jusqu'à 100 millions d'années lumière = 160

- Nombre de grandes galaxies jusqu'à 100 millions d'années lumière = 2'500

- Nombre de galaxies naines jusqu'à 100 millions d'années lumière = 25'000

- Nombre d'étoiles jusqu'à 100 millions d'années lumière = 500'000 milliards

4. L'univers à moins de 5 millions d'années lumière (le groupe local de galaxies) :

(51.120)

La Voie Lactée est une des trois grandes galaxies du groupe appelé "Groupe Local" qui contient

aussi plusieurs dizaines de galaxies naines. La plupart de ces galaxies sont portées sur cette

carte, mais il faut noter que beaucoup de ces galaxies naines sont très peu brillantes, et qu'il y

en a donc certainement d'autres à découvrir.

Quelques chiffres (estimations) :

- Nombre de grandes galaxies à moins de 5 millions d'années lumière = 3

- Nombre de galaxies naines à moins de 5 millions d'années lumière = 36

- Nombre d'étoiles à moins de 5 millions d'années lumière = 700 milliards

5. L'univers jusqu'à 500'000 Années Lumière (les galaxies satellites) :

(51.121)

La Voie Lactée est entourée par plusieurs galaxies naines, qui contiennent chacune quelques

dizaines de millions d'étoiles, ce qui est insignifiant comparé à la population de la Voie Lactée

elle-même. La carte ci-dessus montre l'ensemble des galaxies naines les plus proches, elles

sont liées gravitationnellement à la Voie Lactée, et gravitent autour d'elle en quelques milliards

d'années.

Quelques chiffres (estimations) :

- Nombre de grandes galaxies jusqu'à 500'000 années lumière = 1

- Nombre de galaxies naines jusqu'à 500'000 années lumière = 9

- Nombre d'étoiles jusqu'à 500'000 années lumière = 200 milliards

6. L'Univers jusqu'à 50'000 Années lumière (la Voie Lactée) :

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