HELLO !

Dans ce nouvel article je vais répondre à une question essentielle pour la bonne compréhension du cosmos, et qui impacte en tous points nos théories et préceptes cosmologiques : quel âge a notre Univers, et comment le mesurer ?

Hubble et l'expansion

Une notion clé à retenir en cosmologie est le principe selon lequel l'Univers est en expansion constante ; autrement dit, il grandit vite et exponentiellement, ce qui signifie que sa vitesse d'expansion augmente au fur et à mesure que l'Univers s'étend. C'est une révolution dans la façon de penser l'Univers, ceci n'étant plus un espace gelé et figé dans le temps, faite par l'astronome américain Edwin Hubble à la fin des années 1920 grâce à son télescope du mont Wilson en Californie.

Edwin Hubble

Lors de ses observations des décalages vers le rouge d'étoiles lointaines, celui-ci se rend compte que l'éclat et la luminosité de ces corps célestes s'atténuaient et tendaient vers le rouge, prouvant ainsi que ces étoiles s'éloignaient les unes des autres, à une vitesse que l'on nomma la constante de Hubble (équivalent aujourd'hui à peu près 70 km/s/mPc). Vous allez me dire "OK, mais qu'est ce que cette expansion a bien à voir avec l'âge du l'Univers ?" : et bien, en inversant les trajectoires de ces étoiles, en faisant défiler le temps à reculons, et toujours selon cette même constante, à un moment bien défini, toute la matière présente dans l'Univers se retrouve agglutiné en une singularité primaire, aux tout débuts de l'Univers, durant le Big Bang ! Voilà, nous avons à déduire le temps pris par les étoiles pour s'éloigner de la singularité et nous avons une valeur de durée précise !

A l'heure actuelle, nous estimons que le Big Bang s'est déroulé il y a environ 13,8 ; 13,7 milliards d'années, bien que cette donnée puisse être divergente selon les interprétations de cette fameuse constante.

Le rayonnement cosmologique

Appelé également fond diffus cosmologique, ce rayonnement est en réalité la première lumière surgie de l'obscurité suivant le Big Bang. De fait, 380 000 ans après cet évènement, l'Univers est arrivé à un moment de son histoire où les atomes primaires (surtout de l'hydrogène et de l'hélium) ont réussi à unir leurs noyaux et les électrons, qui formaient jusqu'à alors une "soupe primitive", plasmique et consistante de résidus d'atomes qui ne parvenaient pas à s'assembler à cause de la matière environnante trop dense.

Fond diffus cosmologique tel qu'observé par le télescope spatial Planck

Au bout d'un moment, quand l'Univers s'est assez refroidie pour que cette soupe fasse de même, des particules purent percer la matière et illuminer enfin l'Univers. Il s'agit des photons, porteurs de la lumière. L'image omnisciente qui en émane, d'une chaleur de trois degrés kelvin, est visible de nos jours dans le spectre des micro-ondes. En l"observant, nous constatons que les grandes structures de notre Univers ne sont pas homogène et que certaines zones sont plus denses et chaudes que d'autres.

Les étoiles

Les astronomes, pour déterminer l'âge de l'Univers, peuvent aussi se servir d'un autre paramètres important : les étoiles, dont certains types peuvent les aiguiller sur l'âge minimal que pourrait posséder le cosmos, grâce à trois procédés que nous pouvons dégager.

Naine blanche, vue d'artiste

1) Les naines blanches sont des étoiles en fin de vie qui ont déjà brûlé une bonne partie de leur hydrogène et qui subissent une fusion nucléaire ralentie. Leur particularité notoire est d'être extrêmement massique, de pouvoir contenir énormément de matière dans un maigre volume (c'est en comparaison comme si tout le Soleil devait être contenue dans le contenu de la Terre). Etant presque éteintes", elles ont ainsi une longue longévité ; on peut donc identifier les plus vielles pour établir que l'Univers ne peut pas être plus vieux que de 12-13 milliards d'années.

2) Les Céphéïdes varient d'éclat à intervalles réguliers, selon des périodes où leur luminosité passent d'une phase minimale à maximale. En calculant cette période, il est possible de connaître l'éclat véritable de l'étoile et alors d'estimer sa distance par rapport à nous. Jeu d'enfant, grâce à Hubble on mesure sa vitesse d'échappement et nous voilà au moment du Big Bang !

3) Dans les amas stellaires, certaines étoiles (dont les naines blanches), possèdent une espérance de vie immense, et avec peu de chances, celles-ci peuvent dater de treize milliards d'années, quand les premières étoiles se sont formées.

En conclusion, il existe une multitude de techniques pour estimer l'âge de l'Univers ; je n'en ai cité que trois, mais je pourrais également parler de tant d'autres employées par les astronomes et les physiciens d'aujourd'hui !