Horizons de l'Univers

L'univers est plus étrange qu'on ne l'imagine.

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🌌 L'univers observable est juste une petite partie visible de l'Univers. Dans sa globalité, l'Univers est insondable. Et de fait, une limite - même s’il semble plus opportun de parler d’horizon - ne peut être appliquée qu'au seul univers observable, le cosmos.

Ce dernier a la forme d'une bulle, une bulle qui contient les galaxies dont la lumière a, à ce jour, réussi à atteindre le centre, notre centre d'observation qui est la Terre.

👀 Chaque point de l'Univers est ainsi un point d'observation centré sur sa propre bulle.

Taille de l'univers observable

⏳ L'âge de l'Univers est de 13,8 Mrds d'années, ce qui fait que la distance parcourue par la lumière depuis le big bang est de 13,8 Gal. Mais l'Univers est en expansion, l’espace se distend, ce qui fatalement allonge les distances et éloigne les objets les uns des autres.

☞ L'horizon des évènements  répond à la question : A quelle distance comobile se trouvait la source au moment où elle a émis le photon que je reçois ici maintenant ?

☞ L'horizon des particules répond à la question : A quelle distance comobile se trouve actuellement la source qui a émis le photon que je reçois ici maintenant ?

✧ En fait, l'univers observable forme une bulle dont l’horizon cosmologique serait situé à plus de 45 Gal. Cela veut dire que cet horizon est l'horizon des événements relatif au tout premier flash lumineux. Sa limite se situe à la distance comobile où se trouvait la source du rayonnement fossile que nous recevons actuellement.

✍️ A noter que lorsque l'Univers est devenu transparent, 380 000 ans après le Big Bang, la lumière a pu se déplacer sans entrave. Le rayonnement fossile émane de tous les points de l'espace.

La surface intérieure de la sphère de notre univers observable est tapissée par le FDC, trace du rayonnement fossile.

Et ensuite ...

Comme nous l'avons dit, l'expansion de l'Univers modifie la distance qui sépare les galaxies les unes des autres. 🥧 L'univers gonfle sans cesse repoussant les limites de l'Univers observable alors que le nombre de galaxies visibles, lui diminue.

La vitesse de fuite des galaxies devient de plus en plus grande par rapport à la vitesse de la lumière, ce qui les amène à sortir de notre champ de vision.

✧→ Si on s'en tient à ce modèle, il est déconcertant de penser que dans "à peine" plus d'une centaine de Mrds d'années, les dernières galaxies seront tellement éloignées les unes des autres que notre Groupe local sera le seul et le dernier objet cosmique visible.

👤 Enfin, ne soyez pas plus affligé que ça et dites vous que l'humanité, et même la Terre, auront disparu depuis bien longtemps.

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Si vous voulez en savoir +

☞ L'univers observable est centré sur son observateur, son volume s'agrandît avec le temps mais comme nous l'avons vu, il se vide de sa matière.

☞ Il est possible de découper l'Univers en 4 zones distinctes et ce, en fonction qu'un objet y est observable ou non, et y est atteignable ou non.

Ce découpage est dû, d'une part à la vitesse de la lumière et son invariance, d'autre part à l'expansion de l'Univers et son accélération.

1- Zone observable et atteignable

Si l'objet se trouve actuellement dans la zone en deçà des 14,5 Gal : ✧ On reçoit l'image de son passé et on pourra recevoir l'image de son présent. ✧ Du point de vue de l'objet, la réciproque est tout aussi vraie.

✧ Il est possible d'atteindre un objet qui actuellement se trouve en deçà des 14,5 Gal, même à des vitesses plus petites que celle de la lumière, et bien évidemment il est possible de lui transmettre un signal lumineux.

Notre image présente pourra un jour, lui parvenir.

Cette zone est délimitée par l'horizon des photons qui circonscrit la sphère de Hubble, limite au delà de laquelle tout objet astronomique a une vitesse de fuite plus grande que celle de la lumière.

🚀 Cette partie de l'Univers englobe environ 6% des objets observables, ce qui veut dire que seulement 6% de l'ensemble des objets visibles qui nous entourent, nous sont potentiellement accessibles.

2- Zone observable

Si l'objet se trouve actuellement dans la zone en deçà des 45 Gal : ✧ On reçoit l'image de son passé mais on ne pourra pas recevoir l'image de son présent. ✧ Du point de vue de l'objet, la réciproque est tout aussi vraie.

✧ Comme nous l'avons déjà dit, tout objet actuellement situé au delà de la sphère de Hubble a une vitesse de fuite plus élevée que celle de la lumière. Notre image présente ne pourra donc jamais lui parvenir et inversement pour nous et son image présente.

Cependant si l'objet est actuellement en deçà des 45 Gal - une limite que l'on appelle horizon cosmologique et qui borne l'univers observable - l'image de son passé nous est visible.

✧ Nous voyons l'image de l'objet en fonction du temps mis par la lumière pour nous parvenir. 👀 Plus l'image est lointaine, plus nous remontons dans le passé. Le cosmos est un véritable livre d'histoire.

3- Zone observable, mais plus tard

Si l'objet se trouve actuellement dans la zone en deçà des 60 Gal : ✧ Un jour, on pourra recevoir l'image de son passé mais on ne pourra pas recevoir l'image de son présent. ✧ Du point de vue de l'objet, la réciproque est tout aussi vraie.

✧ Si l'objet se trouve actuellement au delà de l'horizon cosmologique mais en deçà des 60 Gal, la lumière qu’il a émise est en route et elle nous éclairera à un moment ou un autre. Les objets sont en dehors de notre cosmos mais leur image nous parviendra un jour.

Cette distance correspond à l’horizon des particules les plus éloignées dont un jour on verra l'image. Cette distance équivaut également à la limite qui un jour pourra être atteinte par l'horizon cosmologique.

4- Zone à jamais inobservable

Si l'objet se trouve actuellement dans la zone au-delà des 60 Gal : ✧ On ne reçoit pas et on ne recevra jamais son image. ✧ Du point de vue de l'objet, la réciproque est tout aussi vraie.

✧ Tout objet se situant au delà de la limite qui pourra un jour être atteinte par l'horizon cosmologique, nous est et nous sera à jamais caché. Les objets sont en dehors de notre cosmos et leur image ne nous parviendra jamais.

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Pour plus de détail, je vous propose d'aller jeter un oeil sur "Univers fini ou pas ?"