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Les astronomes trouvent que ces cinq chapitres sont un moyen pratique de concevoir la durée de vie incroyablement longue de l’Univers. Nous sommes au milieu, ou à peu près, de l’ère stellifère de l’Univers.

Si vous pensez qu’il se passe beaucoup de choses en ce moment, le drame de la première époque fait paraître les choses plutôt calmes de nos jours. Les scientifiques tentent de comprendre le passé et le présent en réunissant les principales écoles de pensée des deux derniers siècles.

Si vous avez la chance de vous retrouver sous un ciel clair dans un endroit sombre par une nuit sans lune, un magnifique paysage d’étoiles vous attend dans l’espace. Si vous avez des jumelles et que vous les pointez vers le haut, vous aurez droit à un arrière-plan incroyablement dense d’innombrables taches de lumière absolument partout, empilées les unes sur les autres, s’enfonçant dans l’espace et le temps. Tel est l’Univers de l’ère cosmologique dans laquelle nous vivons. On l’appelle l’ère Stellifère, et il y en a quatre autres.

Les 5 ères de l’Univers
Il existe de nombreuses façons de considérer et de discuter le passé, le présent et le futur de l’Univers, mais une en particulier a retenu l’attention de nombreux astronomes. Elle a été publiée pour la première fois en 1999 dans leur livre The Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity, Fred Adams et Gregory Laughlin ont divisé l’histoire de la vie de l’Univers en cinq ères :
  1. L’ère primordiale
  2. L’ère stellifère
  3. L’ère de la dégénérescence
  4. L’ère des trous noirs
  5. L’ère des ténèbres
Le livre a été mis à jour pour la dernière fois en 2013, conformément aux connaissances scientifiques actuelles.

Il est à noter que tout le monde n’est pas abonné à la structure du livre. L’auteur populaire d’astrophysique Ethan C. Siegel, par exemple, a publié en juin dernier un article sur Medium intitulé « Nous sommes déjà entrés dans la sixième et dernière ère de notre Univers ». Néanmoins, de nombreux astronomes trouvent que le quintette est un moyen utile de discuter d’un temps aussi extraordinairement long.

L’ère primordiale


C’est là que commence l’Univers, même si ce qui l’a précédé et d’où il vient est certainement encore à discuter. Il commence lors du Big Bang, il y a environ 13,8 milliards d’années.

Pour le premier petit, et nous voulons dire très petit, petit bout de temps, on pense que l’espace-temps et les lois de la physique n’ont pas encore existé. Cet étrange intervalle inconnaissable est l’ère de Planck qui a duré 10-43 secondes, soit 10 millions de trillions de trillions de trillion de trillionième de seconde. Une grande partie de ce que nous pensons actuellement de l’époque de Planck est théorique et repose en grande partie sur un hybride de la relativité générale et des théories quantiques appelé gravité quantique. Et tout cela est sujet à révision.

Cela étant dit, dans la seconde qui a suivi la fin du Big Bang, l’inflation a commencé, un gonflement soudain de l’Univers à 100 billions de billions de fois sa taille originale.

En quelques minutes, le plasma a commencé à se refroidir, et des particules subatomiques ont commencé à se former et à se coller les unes aux autres. Dans les 20 minutes qui ont suivi le Big Bang, des atomes ont commencé à se former dans l’Univers super chaud, alimenté par la fusion. Le refroidissement s’est déroulé rapidement, nous laissant avec un univers contenant principalement 75 % d’hydrogène et 25 % d’hélium, semblable à celui que nous voyons dans le Soleil aujourd’hui. Les électrons ont englouti les photons, laissant l’Univers opaque.

Environ 380 000 ans après le Big Bang, l’Univers s’était suffisamment refroidi pour que les premiers atomes stables capables de survivre commencent à se former. Les électrons étant ainsi occupés dans les atomes, des photons ont été libérés sous forme de lueur de fond que les astronomes détectent aujourd’hui comme le rayonnement de fond cosmique.

On pense que l’inflation s’est produite en raison de la remarquable cohérence globale que les astronomes mesurent dans le rayonnement de fond cosmique. L’astronome Phil Plait suggère que l’inflation était comme tirer sur un drap de lit, tirant soudainement l’énergie de l’Univers en douceur. Les petites irrégularités qui ont survécu ont fini par s’agrandir, s’accumulant dans des zones plus denses d’énergie qui ont servi de graines pour la formation des étoiles – leur gravité a attiré la matière sombre et la matière qui a fini par se fondre dans les premières étoiles.

L’ère stellifère


L’ère que nous connaissons, l’âge des étoiles, dans laquelle la plupart de la matière existant dans l’Univers prend la forme d’étoiles et de galaxies pendant cette période active.

Une étoile se forme lorsqu’une poche de gaz devient de plus en plus dense jusqu’à ce que celle-ci, et la matière qui se trouve à proximité, s’effondrent sur elles-mêmes, produisant suffisamment de chaleur pour déclencher la fusion nucléaire en son cœur, source de la majeure partie de l’énergie actuelle de l’Univers. Les premières étoiles étaient immenses et ont fini par exploser sous forme de supernovas, formant ainsi de nombreuses autres étoiles plus petites. Celles-ci ont fusionné, grâce à la gravité, en galaxies.

Un des axiomes de l’ère stellifère est que plus l’étoile est grosse, plus elle brûle rapidement son énergie, puis meurt, généralement en quelques millions d’années seulement. Les petites étoiles qui consomment plus lentement leur énergie restent actives plus longtemps. Quoi qu’il en soit, les étoiles – et les galaxies – vont et viennent tout le temps à cette époque, s’épuisent et se heurtent.

Les scientifiques prédisent que notre galaxie, la Voie lactée, par exemple, s’écrasera et se combinera avec la galaxie voisine d’Andromède dans environ 4 milliards d’années pour former une nouvelle galaxie que les astronomes appellent la galaxie Milkomeda.

Notre système solaire pourrait en fait survivre à cette fusion, de façon étonnante, mais ne soyez pas trop complaisants. Environ un milliard d’années plus tard, le Soleil commencera à manquer d’hydrogène et à s’agrandir dans sa phase de géante rouge, finissant par engloutir la Terre et ses compagnons, avant de se réduire en une étoile naine blanche.

L’ère de la dégénérescence


La prochaine étape est l’ère de la dégénérescence, qui commencera environ un quintillion d’années après le Big Bang et durera jusqu’à un duodécillion après celui-ci. C’est la période pendant laquelle les restes des étoiles que nous voyons aujourd’hui domineront l’Univers. Si nous levions les yeux – nous serons certainement sortis d’ici bien avant cela – nous verrions un ciel beaucoup plus sombre avec seulement une poignée de faibles points lumineux restants : des naines blanches, des naines brunes et des étoiles à neutrons. Ces « étoiles en dégénérescence » sont beaucoup plus froides et émettent moins de lumière que ce que nous voyons actuellement là-haut. Parfois, les cadavres d’étoiles s’accouplent en spirales de mort orbitales qui provoquent un bref éclair d’énergie lorsqu’elles entrent en collision, et leur masse combinée peut devenir des étoiles de faible puissance qui dureront un peu de temps à l’échelle cosmique. Mais la plupart des cieux seront dépourvus de lumière dans le spectre visible.

Au cours de cette ère, de petites naines brunes finiront par retenir la plus grande partie de l’hydrogène disponible, et des trous noirs se développeront, se développeront et se multiplieront, se nourrissant de restes stellaires. Avec si peu d’hydrogène pour la formation de nouvelles étoiles, l’Univers deviendra de plus en plus terne, de plus en plus froid.

Et puis les protons, qui existent depuis le début de l’Univers, commenceront à mourir, à dissoudre la matière, laissant derrière eux un univers de particules subatomiques, de radiations non réclamées… et de trous noirs.

L’ère des trous noirs


Pendant un temps considérable, les trous noirs domineront l’Univers, attirant ce qui reste de masse et d’énergie.

Cependant, les trous noirs finissent par s’évaporer, bien que très lentement, laissant échapper de petits morceaux de leur contenu. Plait estime qu’un petit trou noir de 50 fois la masse du soleil prendrait environ 1068 ans à se dissiper. Un trou noir massif ? Un 1 suivi de 92 zéros.

Lorsqu’un trou noir atteint enfin sa dernière goutte, un petit éclat de lumière se produit, laissant échapper une partie de la seule énergie restante dans l’Univers. À ce moment-là, à 1092, l’Univers sera pratiquement de l’histoire ancienne, ne contenant que des particules subatomiques et des photons de faible énergie et très faibles.

L’ère des ténèbres


Ce soir, si c’est clair, peut-être voulez-vous sortir, prendre une bonne respiration et lever les yeux, reconnaissant que nous sommes là où nous sommes, et quand nous sommes, malgré toutes les difficultés de la journée. Nous avons beaucoup d’espace temporel, bien plus que ce dont nous avons besoin, donc ne vous inquiétez pas, et ces étoiles ne vont nulle part pendant très, très longtemps.




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