L'univers en expansion

« •• Vierge H+ K 1488 km pars 40 millions d'années de lumi è re 1 Il 1 1 1 Il 1 1 1 1 .

1 1 1 1 1 1 Grande Ourse Couronne boréale Bouvier Hydre 14 973 km pars 1 i 1 1 : 21 574 km pars 39 284 km pars 61 180 km pars blera plus grande lorsque la source s'éloigne­ ra et plu s courte lorsqu'elle se rapprochera de s ob servateur s.

Ce phénomène, appelé maintenant l'effet Doppler -Fizeau, s'applique à toute s les for­ me s d'onde s, y compri s la lumière .

Autre­ ment dit, si une source de lumière s'éloigne, son spectre se déplace vers le rouge dans une proportion qui dépend de la vite sse mesurée par rapport à la Terre.

Hubble ne tarda pas à comprendre que les galaxies qu .

i avaient les plus forts décalages ver s le rouge étaient les plu s lointaine s.

Aprè s avoir calculé quelques-une s de s distan­ ce s concernées, il fut en.me sure de formuler sa découverte comme un principe appelé maintenant loi de Hubble , l'une des bas es es­ sentielles de la cosmologie moderne.

Elle 500 millions d'ann é es de lumière ! 1 : 1 1 : 1 1 .

1 1 700 millions d 'ann é es de lumière 1 300 millions d'années de lumière 2 milliards d 'années de lum ière Ci-d essu s: Selo n la l oi de Hu bble (formul ée pour la première fois par l'a stron om e E d win H ubb le) , la vitesse de récess io n d 'un e ga­ laxi e aug me nte avec sa di stan ce par rapp ort à no us.

Dan s la co­ l o nne de g au ch e, se trou vent d es ama s de gala xies, situées à d es di stan ces di verses .

Dan s la colon ­ n e de droit e, sont re prése ntés les s pectre s.

Les flèc hes indiqu ent le décala ge vers le ro uge des lign es , mesuré à partir d'un e ba se parti ­ c uli ère -dan s ce ca s, les l ignes H et K d e l'at o me de c alcium .

Les g alaxi es les plu s lo intain es ont les plu s g rand s décala ges vers le ro u­ g e, ce qui indiqu e qu'elles rec u­ lent par rapport à nou s, avec les vit esses re lati ves les plu s é levées .

énonce que la vitesse apparente d'une galaxie qui s'éloigne est proportionnelle à sa distan­ ce.

En d'autre s termes , les galaxies deux fois plus éloignées reculent deux fois plus vite.

La loi de Hubble constitua la première véri­ table indication que l'uni ver s n'est pas stati­ que, comme l'avait supposé Einstein.

D'a­ près la mesure des décalages vers le rouge des galaxies observées, l'univers se trouvait dans un état de tran s formation totale.

L'une des caractéristiques les plus significatives de la découverte de Hubble est d'avoir trouvé peu de galaxie s ayant un décalage vers le bleu dans leur spectre.

Pratiquement , toute s les galaxies qu' il examina semblaient s'éloigner, ce qui laisserait supposer que les Anciens avaient peut-être raison de se représenter la Terre comme le centre de l'univers: cepen­ dant, la loi de Hubble permet de déterminer le mouvement des galaxies, non seulement à partir de la Terre, mais également tel qu'il apparaîtrait si on l'observait d'un point quel­ conque de l'uni vers.

Il en résulte que les ga­ laxies reculent les unes par rapport aux au­ tres au même rythme dans tout l'univers, de sorte qu'en tout point de l'espace, l'observa­ teur· semblera toujours se trouver au centre du mouvement total.

L'expansion uniforme de l'univers, qui fut révélée par la loi de Hubble, fut le point de départ de la cosmologie moderne.

Pour la première fois, la preuve avait été faite que l'univers, considéré comme un tout, était as­ s ujetti à une forme courante de processus dy­ namique.

Les astronomes et les physiciens étaient confrontés à une nouvelle représenta­ tion pa s sionnante de l'univers, celle qui indi­ quait une évolution certaine et laissait donc entrevoir la probabilité d'une naissance et, éventuellement, d'une mort.

Hubble pensait que les galaxies s'éloignaient les unes des au­ tres sous leur propre impulsion, comme des fragment s provenant de quelque gigantesque explosion, mais la réalité est plus compli­ quée.

Einstein avait démontré que l'espace a une structure ph ysique et qu'il peut se tordre et s'étirer comme une feuille de caoutchouc.

Si l'espace est regardé comme un ballon, au lieu d'une feuille de caoutchouc plate, il fournit un modèle approximatif pour l'uni­ vers pris comme un tout.

Il est important de se souvenir que seule la membrane de caout­ chouc du ballon représente l'espace, et non le volume situé à l'intérieur ou à l'extérieur de cette membrane.

Les galaxies peuvent s'envisager comme des points minuscules ré­ partis s ur la surface du ballon.

L'expansion con statée par Hubble peut se comparer au gonflement du ballon.

Au fur et à me sure qu'il s 'étend , la membrane s'étire et les. »