L’accélération de l’univers

Publié le 19 janvier, 2024

Élastiques et gravité

Je pense qu’il est logique de comprendre que si vous étirez un élastique avec vos doigts, vous allez ressentir une force essayant de contrecarrer l’expansion de l’élastique. Il est tout aussi logique de comprendre que si les galaxies de l’univers s’éloignent les unes des autres, la force de gravité tentera de les rapprocher, tout comme un élastique essaie de rapprocher vos doigts ou comme la gravité vous tire vers le sol. quand tu trébuches et tombes. La question est: est-ce que cela arrive réellement aux galaxies de notre univers? Et pourquoi ou pourquoi pas?

Cette leçon répondra à cette question pour vous alors que nous parlons de l’accélération de l’univers.

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Accélération de l’Univers

Encore une fois, il semble que lorsque les galaxies s’éloignent les unes des autres, leur mouvement devrait être ralenti par la force de gravité. Mais les observations des redshifts d’objets célestes lointains nous ont montré que l’expansion de l’univers est tout sauf en train de ralentir. Au lieu de cela, l’univers s’étend de plus en plus vite. Cela signifie que l’expansion de l’univers s’accélère et que les galaxies s’éloignent les unes des autres !

Cependant, une telle accélération ne peut pas sortir de nulle part. Il doit y avoir une force qui contrecarre la force de gravité, essayant de gâcher la fête d’accélération. Dans notre exemple d’élastique, cette force a été générée par vos doigts luttant contre le désir de l’élastique de se contracter pour reprendre sa taille. Dans l’univers, la force qui repousse la gravité est bien plus mystérieuse.


Cette force mystérieuse est appelée énergie noire, une forme d’énergie qui s’oppose à la force de gravité et qui accélère l’expansion de l’univers.

Les astronomes ont proposé plus d’une théorie sur la forme que prend l’énergie noire ou sur la méthode qui conduit réellement à l’expansion accélérée de l’univers. Par exemple, au début du XXe siècle, Albert Einstein a inventé ce qu’on appelle la constante cosmologique. Cette propriété anti-gravité de l’espace proposée par Einstein suggère essentiellement que l’univers est rempli d’un type d’énergie qui, à elle seule, fait croître l’univers.

J’aime toujours utiliser des ressorts pour donner vie à ce point. Si la force de gravité est votre main qui appuie sur un ressort pour essayer de le contracter, alors la base de la constante cosmologique est la force expansive du ressort lui-même. C’est l’essentiel.

Une autre forme d’énergie noire est connue sous le nom de quintessence, une forme dynamique d’énergie noire. Il s’agit d’une forme supposée d’énergie sombre qui remplit un espace complètement vide, le vide, et provoque l’accélération de l’univers.

La grande différence entre la constante cosmologique et la quintessence est que, de par le terme lui-même, la constante cosmologique reste constante dans le temps. Autrement dit, l’univers aura subi cette accélération tout au long de son histoire. Cette notion s’oppose à la quintessence, dont les effets ne sont pas nécessairement strictement constants dans le temps.

Quelle que soit la forme ou la méthode qui entraîne l’accélération de l’univers, nous savons qu’elle est là.


Et parce que c’est là, cela a des implications importantes, dont nous allons discuter maintenant.

Les leçons précédentes sur l’inflation et les modèles de notre univers ont souligné que notre univers est plat. Pour que notre univers soit plat, sa densité doit être égale à la densité critique. La densité critique est la densité moyenne de matière et d’énergie nécessaire pour rendre l’espace plat plutôt que courbé. Mais nous savons que la densité de la matière ordinaire (c’est-à-dire baryonique) et de la matière noire dans notre univers est loin d’être suffisante pour égaler la densité critique. L’énergie sombre est ce qui aide à combler les vides, pour ainsi dire, et aide à expliquer comment notre univers possède suffisamment de matière et d’énergie en tandem pour rendre l’univers plat.

Grâce à la célèbre équation d’Einstein E = mc ^2, nous savons que la matière et l’énergie sont équivalentes. Par conséquent, l’énergie noire est égale à une certaine quantité de masse répartie dans l’espace.

Lorsque vous ajoutez de l’énergie noire à la matière ordinaire et à la matière noire, la densité de notre univers est égale à la densité critique, et nous savons que cela signifie que notre univers doit être plat.

Ainsi, nous estimons maintenant que la densité de notre univers est composée de 71,4 % d’énergie noire, d’environ 24 % de matière noire froide et d’environ 4,6 % de matière ordinaire.


Cette leçon traitait de la mystérieuse énergie sombre, une forme d’énergie s’opposant à la force de gravité, qui accélère l’expansion de l’univers. Il peut exister plusieurs formes proposées d’énergie noire.

Il y a la constante cosmologique, une propriété anti-gravité de l’espace proposée par Einstein, et la quintessence, une forme dynamique d’énergie noire. La principale différence dont je veux que vous vous souveniez entre les deux est que la constante cosmologique est constante. Cela signifie que l’univers aura accéléré tout au long de son histoire. Alors qu’avec la quintessence, cette accélération n’a peut-être pas été constante.

L’autre chose importante dont je veux que vous vous souveniez est que l’énergie noire aide à expliquer comment la densité de notre univers peut égaler la densité critique alors qu’il n’y a pas assez de matière ordinaire ou noire pour y parvenir. Pour que notre univers soit plat, sa densité doit être égale à la densité critique. La densité critique est la densité moyenne de matière et d’énergie nécessaire pour rendre l’espace plat plutôt que courbé. Lorsqu’elle est combinée à la matière noire et à la matière ordinaire, l’énergie noire contribue à amener la densité de notre univers à cette densité critique et explique pourquoi notre univers peut être plat.


Après avoir visionné cette leçon vidéo, vous serez en mesure de :

  • Définir l’énergie noire et la densité critique
  • Décrire les deux principales formes proposées d’énergie noire
  • Expliquer la relation entre l’énergie noire, la densité critique et le fait que l’univers soit plat


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