Notes sur le thème de découvrir l'Univers: Big Crunch, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez9 January 2014

Notes sur le thème de découvrir l'Univers: Big Crunch, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le thème de découvrir l'Univers: Big Crunch. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Le Big Bang à l'envers.
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Le deuxième cas de figure pour l'avenir de l'Univers est celui d'une expansion qui cesse pour

laisser place à une contraction, sous l'effet de la gravité, et finalement à un Big Crunch. Ce cas

de figure n'est pas d'actualité car la présence d'énergie sombre provoque pour l'instant

une accélération de l'expansion. Mais, la nature de l'énergie sombre étant inconnue, il est tout à

fait possible que son action change dans le futur, et ce scénario n'est pas forcément à rejeter.

Le rythme des événements dépend énormément du comportement de l'énergie sombre ainsi

que de la valeur exacte de la densité de l'Univers. En guise d'illustration, choisissons un

exemple précis, celui d'un Univers où l'énergie sombre n'a pas d'influence sur l'expansion et où

la densité de matière est égale à deux fois la densité critique. La relativité générale montre alors

que l'expansion continuera pendant environ 50 milliards d'années, mais à un rythme de plus en

plus faible. A l'âge de 60 milliards d'années, l'Univers atteindra sa taille maximale, entre deux et

trois fois la taille actuelle. Le rayonnement fossile, refroidi par l'expansion, atteindra une

température d'environ un Kelvin.

A la fin de cette époque, c'est la contraction qui commencera. L'Univers entrera dans la

deuxième phase de son existence, qui durera elle aussi 60 milliards d'années. Cette période

sera marquée par une diminution constante de la taille de l'Univers et par une augmentation de

la densité et de la température. La plus grande partie de cette phase ne sera guère animée. Les

évènements ne commenceront à se précipiter qu'à l'approche du Big Crunch. Ainsi, un milliard

d'années avant l'événement final, les amas de galaxies seront tellement proches qu'ils

commenceront à fusionner. Les galaxies elles-même commenceront à s'interpénétrer 100

millions d'années avant le Big Crunch. A cette époque, la température moyenne de l'Univers

sera de 300 Kelvins, soit 25 degrés Celsius.

Le Big Bang à l'envers

La température de l'Univers continuera à augmenter jusqu'à atteindre 3000 Kelvins, lorsqu'il ne

restera que quelques centaines de milliers d'années. La recombinaison et le découplement

rayonnement-matière, deux moments forts du Big Bang, se dérouleront alors à l'envers. Les

photons deviendront capables de dissocier les atomes, l'Univers deviendra opaque, atomes et

molécules disparaîtront.

Après cette époque, la température continuera à augmenter rapidement et les événements

s'accéléreront. A 10 millions de Kelvins, la température de l'Univers sera la même qu'au centre

du Soleil, ce qui entraînera la dissolution des étoiles. A 10 milliards de Kelvins, les photons

seront suffisamment énergétiques pour dissocier les noyaux. A des températures encore

supérieures, protons et neutrons se désintégreront en leurs composants, les quarks, puis

les forces fondamentales se réunifieront les unes après les autres.

Finalement, la température et la densité atteindront un niveau tel qu'une phase similaire à l'ère

de Planckcommencera. Ce qui se passera ensuite nous est inaccessible car les théories actuelles

sont incapables de décrire le comportement de la matière dans de telles conditions. Il est

possible que la température et la densité deviennent infinies et qu'une singularité apparaisse. Il

se peut aussi qu'un nouveau Big Bang se produise et donne naissance à un autre Univers. Il

n'est d'ailleurs pas exclu que l'Univers actuel ne soit que l'un des cycles d'une succession infinie

d'Univers.

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