Famille Fasel:
L'Univers a-t-il une fin ?
Quand on se pose la question « L’Univers a-t-il une fin ? », il faut commencer par définir ce que l’on entend exactement par « fin ». On peut en effet faire référence à une fin temporelle – l’Univers cessera-t-il un jour d’exister ? – ou à une fin spatiale – l’Univers est-il de volume infini ou fini ? A-t-il des limites, des bords ?
Fin temporelle ?
On sait, depuis le début du XXème siècle, que l’Univers est en expansion. Cela signifie que toutes les galaxies s’éloignent les unes des autres. Il ne faut toutefois pas voir l’expansion comme un mouvement des galaxies dans l’espace. C’est plutôt l’espace entre les galaxies qui se dilate avec le temps. Par ailleurs, la taille des objets qui peuplent l’Univers (étoiles, galaxies, amas de galaxies, …) n’augmente pas, parce que les forces de cohésion de ces objets sont bien plus fortes que l’expansion. Vu depuis la Terre, les astronomes observent que toutes les galaxies semblent s’éloigner de nous, et ce d’autant plus vite qu’elles sont lointaines. C’est ce qu’on appelle la loi de Hubble-Lemaître, des noms de l’astronome américain qui la mit en évidence par l’observation en 1929, et de l’astronome Belge qui l’avait prédite théoriquement deux ans plus tôt. Puisque les galaxies s’éloignent actuellement les unes des autres, on peut facilement imaginer qu’il fut une époque reculée ou toute la matière était condensée dans un état primordial très dense et très chaud, ce qu’on appelle communément le Big Bang.
Mais alors, si l’Univers est en expansion, est-ce que cela signifie que ce mouvement se poursuivra pour toujours ? En fait, d’un point de vue théorique, il y a plusieurs possibilités. L’expansion peut se poursuivre indéfiniment. Elle peut aussi s’inverser à un moment donné, c’est-à-dire que les galaxies commenceront à se rapprocher les unes des autres, pour finir dans un Big Crunch (ou grand effondrement, une sorte de Big Bang à l’envers). D’autres scientifiques ont également imaginé qu’après le Big Crunch suivrait un Big Bounce (ou grand rebond), c’est-à-dire que l’Univers pourrait alterner des phases d’expansion et de contraction. Enfin, on peut encore citer le scénario du Big Rip (grand déchirement), dans lequel toutes les structures de l’Univers, des amas de galaxies aux atomes eux-mêmes, sont déchirés par une expansion devenue de plus en plus forte.
A la fin du XXème siècle, deux équipes internationales d’astronomes ont montré que l’expansion accélérait avec le temps. Cela tend à invalider les modèles de Big Crunch et de Big Bounce et conduit à penser que l’Univers va effectivement s’étendre indéfiniment, en devenant de plus en plus froid, ce que certains appellent le Big Freeze (ou grand gel). Dans un tel scénario, les galaxies s’éloignent de plus en plus les unes des autres, les étoiles cessent de se créer et meurent les unes après les autres. L’Univers devient donc de plus en plus froid, vide et sombre. Mais pas de panique, ceci n’arrivera pas avant un très grand nombre de milliards d’années ! Si le grand gel est actuellement le scénario favori des astronomes, il faut rester prudent, ce modèle n’étant pas encore inscrit dans un cadre théorique bien établi.
Fin spatiale ?
Il est difficile de s’imaginer que l’Univers pourrait être borné. En effet, dès qu’on se représente un mur ou toute autre forme de séparation dans le vide de l’espace, on pense immédiatement qu’il y a forcément quelque chose derrière. Cette idée a déjà été formulée par le philosophe grec Archytas de Tarente il y a de nombreux siècles : « Si je me trouvais à la limite du ciel, autrement dit sur la sphère des fixes, pourrais-je tendre au-dehors la main ou un bâton, oui ou non ? Certes, il est absurde que je ne puisse pas le faire ; mais si j'y parviens, cela implique l'existence d'un dehors, corps ou lieu. » Pour résoudre ce paradoxe, deux possibilités se dessinent : soit l’Univers est de volume infini, et il n’a donc naturellement pas de limites, soit il est de volume fini mais reste malgré tout sans limites.
Pour mieux se représenter le deuxième cas, c’est-à-dire comprendre comment notre Univers en trois dimensions pourrait ne pas avoir de limites physiques mais être malgré tout de volume fini, il suffit de faire une analogie avec un monde en deux dimensions. Celui-ci peut être plat, c’est-à-dire s’étendre à l’infini dans toutes les directions. Mais il peut également être fermé, comme la surface de Terre. Cette dernière est bien en deux dimensions, et on peut se diriger indéfiniment dans n’importe quelle direction sans jamais rencontrer de mur, mais il n’en demeure pas moins que la surface de la Terre est finie (elle vaut environ 510 100 000 km²). De la même manière, notre Univers en trois dimensions pourrait être de volume fini, mais sans être borné, même si cela dépasse les capacités de représentation d’un être humain. Dans un tel Univers, on pourrait imaginer que la lumière d’une galaxie ait eu le temps de faire plusieurs fois le tour de l’Univers, comme un voyageur à la surface de la Terre, et que cette galaxie soit visible plusieurs fois dans le ciel.
A l’heure actuelle, et malgré de nombreuses tentatives de résolution de ce problème tant par les observations que de manière théorique, la question de la finitude ou de l’infinitude de l’espace n’est pas encore résolue.
Conclusion
En résumé, et selon l’état actuel des connaissances, on peut donc répondre négativement à la question « L’Univers a-t-il une fin ? » Non, il n’en a pas, ni temporellement puisqu’apparemment son expansion va continuer pour toujours, ni spatialement puisqu’il est soit de volume infini, soit de volume fini mais sans bornes. Par contre, il faut toujours garder en tête que les théories scientifiques sont des inventions humaines qui évoluent avec le temps. Peut-être qu’un jour un des lecteurs de ce texte arrivera à développer une réponse totalement différente à cette question et à la prouver !
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