Expansion de l'univers : et si Einstein s'était trompé ? | Sandrine Codis

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Bonjour et bienvenue dans ce nouvel épisode de TED en Français, le podcast officiel de la communauté TED francophone. Je suis Michel Lévi-Prançal et je suis ravi de vous retrouver cette semaine pour explorer les mystères de notre cosmos. Aujourd'hui, nous allons lever la tête vers les étoiles et nous poser la question ultime, celle de notre destin cosmique. L'univers est-il statique? Est-il en expansion perpétuelle? Ou va-t-il s'effondrer sur lui-même?

For me guide in what the scientific appeal the sector sombre of the universe, I rejoice an astrophysician brilliant, chercheuse at the Institute of Astrophysique of Paris. Elle a reçu le prix de la meilleure thèse en astrophysique et le prix MERAC pour ses travaux théoriques. Elle est également membre de la mission spatiale Euclide de l'Agence spatiale européenne. Je veux parler de Sandrine Caudis. Préparez-vous à un voyage vertigineux à travers l'espace-temps. Écoutons Centrine Codis.

L'univers est il statique? Est il en expansion perpétuelle et continuera t il à se diluer inlassablement? Au contraire, l'univers va-t-il se réeffondrer en un big crunch, c'est-à-dire un effondrement complet sur lui-même? En somme, quel est notre destin cosmique? C'est finalement assez récemment que les astrophysiciens ont commencé à répondre à certaines de ces questions.

Des réponses partielles qui, non loin de repousser l'inconnu, appellent en fait à de nouvelles questions et soulèvent de nouveaux mystères. On parle aujourd'hui d'un secteur sombre de l'univers, une partie de l'univers que l'on sait être là, mais dont on ne connaît pas la nature.

Pour vous conter l'histoire de ce côté obscur de l'univers, il faut en fait revenir cent ans en arrière. En mille neuf cent quinze, Albert Einstein postule sa théorie de la relativité générale. qui décrit la gravitation. La gravitation, cette force qui fait que si je lâche une pomme, la pomme va tomber sur le sol, que vos deux pieds sont bien accrochés sur la surface terrestre, ou encore que la Terre tourne autour du Soleil.

Cette force, elle y est décrite comme une manifestation de la déformation de l'espace temps. Qu'est ce que c'est l'espace temps? C'est l'idée que, si l'on veut repérer un événement dans le monde, il faut donner trois coordonnées d'espace et une coordonnée de temps. Pour Albert Einstein, l'espace et le temps sont indissociables et forment ce que l'on pourrait appeler la trame de l'espace temps. Alors tout objet massif va déformer cet espace-temps comme une balle posée sur un drap tendu.

Et toute petite déformation de l'espace-temps va mettre en mouvement les objets qui le composent. Revenons à l'exemple de la pomme, par exemple. La terre est très massive, elle creuse un puits dans l'espace-temps. La pomme que je lâche va tomber au fond du puits et y rester piégée. Alors, quand Albert Einstein publie sa théorie de la relativité générale, il cherche tout de suite à comprendre quels sont les possibles destins de l'univers prédits par sa théorie de la gravitation.

En fait, il n'y en a que deux possibles l'univers est soit en expansion, soit en contraction. Mais expansion, contraction? Ce sont deux possibilités qui ne plaisent absolument pas à Einstein et à ses contemporains, qui croient, dur comme faire, à un univers qui serait statique. figé, immuable, qui n'évoluerait pas dans le temps, serait toujours le même et n'aurait donc ni commencement ni fin. Alors, voyons que sa propre théorie ne peut prédire l'univers statique auquel il croit.

Albert Einstein decide de jouer les comptables and d'équilibrer les comptes cosmiques. Si l'univers a trop de masse and se contracter sous l'effet de sa masse. On peut ajouter un petit paramètre, une constante dans les équations, qui va contrebalancer exactement cet effet de la gravité et permettre à l'univers non plus d'être en contraction, mais de pouvoir rester à l'équilibre. Cette constante, c'est la constante cosmologique d'Einstein.

En fait, elle n'est pas très satisfaisante et c'est une observation dans les années vingt qui va complètement bouleverser notre perception du monde. Cette observation, c'est celle d'Eubbel et Lemaître qui vont découvrir que les galaxies autour de nous s'éloignent toutes, nous fuient avec une vitesse d'autant plus grande qu'elles sont loin. Alors le verdict est sans appel.

Si nous croyons aux principes coperniciens, c'est à dire que Nous n'occupons pas une place privilégiée dans l'univers, que l'univers est le même en tous points et dans toutes les directions, alors, nécessairement, la fuite des galaxies signifie que l'univers est en expansion.

Pour comprendre ce qu'est l'expansion cosmique, on utilise souvent une image, celle d'un gâteau aux pépites de chocolat, que l'on mettrait au four. Alors le gâteau, sous l'effet de la levure, va enfler, enfler, gonfler, il est en expansion. Les petites pépites de chocolat sur ce gâteau, qui sont les galaxies, vous l'avez compris.

Ces pépites de chocolat vont toutes s'éloigner les unes des autres, car la trame sur laquelle elles sont posées, c'est à dire la pâte à gâte, est elle même en expansion. Alors c'est un fait l'univers est en expansion, il n'est pas statique et la constante cosmologique d'Einstein n'est plus nécessaire. Il décide de la retirer de ses équations et la qualifierait, dit on, de plus grande erreur de sa vie.

Une erreur, peut être, mais en fait, cette constante ne disparaît pas complètement. Elle réapparaît régulièrement et finit même par faire un retour définitif il y a une vingtaine d'années, dans les années quatre vingt dix, quand une nouvelle observation vient encore une fois bouleverser la donne. On découvre que non seulement l'univers est en expansion, mais il est en fait en expansion accélérée, de plus en plus rapide.

This observation is totally contintuitive. The gravity is a force attractive, it devrace the expansion cosmic and Ce que l'on observe, c'est bien que l'univers est en expansion de façon accélérée et non pas ralentie. Alors, il faut trouver quel est le moteur de cette accélération cosmique. Il pourrait s'agir de la constante cosmologique d'Einstein, c'est vrai, mais ce n'est pas le seul scénario possible, d'autres options sont envisagées.

On pense par exemple que peut être l'univers serait rempli d'un fluide d'énergie sombre. qui auraient des propriétés physiques, par exemple une pression négative, qui lui donnerait un effet finalement répulsif, l'inverse de la gravité, et lui permettrait donc à l'univers d'accélérer son expansion. C'est la première option. Une deuxième serait que notre théorie de la gravitation, la relativité générale, qui est si bien testée, si bien connue à notre échelle.

ne soit peut être pas la bonne théorie de la gravitation à plus grande échelle, à l'échelle de l'univers. Elle aurait peut être besoin d'être modifiée, d'être amendée. Enfin, une autre possibilité pourrait être que le principe copernicien n'est peut être pas vérifié, que peut être nous occupons en fait une place privilégiée dans l'univers. Ce serait le cas, par exemple, si nous vivions au centre d'un grand vide cosmique.

Alors, répondre à ces questions, trouver le moteur de l'accélération cosmique est vraiment l'une des plus grandes inconnues, si ce n'est peut être la plus grande inconnue, de la cosmologie aujourd'hui. C'est finalement exactement l'objet de mon travail. Je suis astrophysicienne et je participe à la préparation d'une mission spatiale qui s'appelle la mission Euclide.

qui sera lancée par l'Agence spatiale européenne dans trois ans et la France est d'ailleurs l'un des principaux contributeurs à cette mission. Euclide, ce télescope spatial, va pouvoir observer environ deux milliards de galaxies sur les dix derniers milliards d'années d'évolution de l'univers. Alors Euclide, c'est déjà une prouesse technologique. On va envoyer une caméra infrarouge, la plus grande jamais envoyée dans l'espace.

On va envoyer une caméra optique qui a une précision telle, avec 600 millions de pixels, que, imaginez si on la plaçait à Marseille, on pourrait détecter pas moins qu'une mouche sur un ballon de foot au Parc des Princes. Euclide, c'est aussi une prouesse informatique. On va avoir une quantité de données très importante à traiter sur des supercalculateurs. Pour vous donner un ordre d'idée, c'est environ cent soixante dix pétaoctets de données.

Si on stockait toutes ces données sur des disques durs, qu'on s'amusait à empiler les disques durs, à faire une très grande pile, cette pile atteindrait deux virgule six kilomètres de haut, c'est-à-dire environ sept Empire State buildings les uns sur les autres. Euclide, c'est aussi une prouesse observationnelle, une prouesse théorique, car on cherche à observer et à modéliser des effets qui sont très fins et qui posent un nombre de défis considérables.

Avec ce projet, cette mission spatiale, on espère être capable de détecter, d'étudier quel est le moteur de l'accélération cosmique. Et pour cela, nous aurons deux outils à notre disposition. Le premier outil, ce sera de cartographier les galaxies, c'est à dire de repérer comment les galaxies sont distribuées dans l'univers et comment cette distribution de galaxies évolue avec le temps.

Ainsi, on pourra savoir si la constante cosmologique est une constante, si peut-être elle dépend du temps, au contraire, et dans ce cas-là, le moteur de l'accélération cosmique pourrait être un fluide d'énergie sombre. Un deuxième outil que l'on va utiliser sera non seulement de cartographier les galaxies, mais aussi de mesurer leur forme, car l'univers est comme une loupe géante.

Les rayons lumineux qui le traversent vont être déviés à cause de l'univers lui même, de toute la masse de l'univers. Cet effet est un effet qui est purement gravitationnel, et donc mesurer les déformations des galaxies, c'est à dire mesurer l'effet de loupe cosmique, nous permet justement de tester la gravitation.

Et on l'espère peut être de découvrir des anomalies, des petits indices qui nous permettraient de dire que peut être la théorie de la relativité générale a besoin d'être modifiée à l'échelle de l'univers. Alors, je vous donne rendez vous dans quelques années pour découvrir ensemble les résultats de cette mission Euclide, découvrir quel est le moteur de l'accélération cosmique.

S'agit il d'un fluide d'énergie sombre qui baignirait l'univers, s'agit il d'une manifestation du fait que la relativité générale a besoin d'être modifiée à l'échelle de l'univers? Ou peut être s'agit il tout simplement de la constante cosmologique, cette constante qu'Einstein avait pourtant initialement introduite par erreur, pour des raisons qui ne sont plus valables aujourd'hui.

Répondre à ces questions, c'est comprendre l'histoire de notre univers, comprendre nos origines, mais aussi notre destin cosmique. Je vous remercie.

It's fascinant de voir à quel point notre univers reste encore une énigme. Chers auditors, you pouvez retrouver le talk de Sandrine Codis en vidéo sur la chaîne YouTube de Teddy Cal. Si cet épisode vous a intrigué, passionné ou inspiré, n'hésitez pas à le liker, le partager et à vous abonner au podcast si ce n'est pas déjà fait. Je vous dis à très bientôt dans Ted en Français. Första tryckaren. Första sjutsen. Bostaden. Eller vad är det? Det finns en första gång, föran. Nu har vi ett boost.

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