Des observations d’une résolution sans précédent donnent aujourd’hui plus de précision sur l’âge de l’Univers. Selon les astronomes, il aurait 13,77 milliards d’années, à 40 millions d’années près.
Déterminer l’âge de l’Univers, ce n’est pas simple. Les astronomesastronomes y travaillent depuis longtemps. Aujourd’hui, de nouvelles observations semblent vouloir mettre tout le monde d’accord. Des chercheurs de l’université Cornell (États-Unis) donnent à l’UniversUnivers 13,77 milliards d’années, à 40 millions d’années près.
Pour en arriver à cette estimation, les astronomes se sont appuyés sur des données de fond diffus cosmologique recueillies par le télescopetélescope cosmologique d’Atacama (ACT, Chili) entre 2013 et 2016. Et ils rejoignent les valeurs fournies par le modèle standard de la cosmologiemodèle standard de la cosmologie et les mesures réalisées sur le même fond diffus par l’observatoire spatial PlanckPlanck de l’Agence spatiale européenne (ESAESA) entre 2009 et 2013.
Vers une révolution pour la cosmologie ?
Rappelons qu’en 2019, une équipe de chercheurs, se basant sur des mesures de mouvementsmouvements des galaxiesgalaxies, avait estimé que l’Univers devait être des centaines de millions d’années plus jeune. Ils avaient avancé que la constante de Hubble — qui mesure la vitessevitesse à laquelle notre Univers s’étend — était égale à quelque 74 kilomètres par seconde par mégaparsec. Bien plus que les 67,4 ou 67,6 km/s/Mpc donnés par Planck ou par les chercheurs de l’université Cornell.
Cet écart entre les mesures soulève la question de la précision des différentes mesures. Mais le fait que, pour la première fois, des mesures indépendantes réalisées sur le fond diffus cosmologiquefond diffus cosmologique, donnent le même résultat alors que les mesures plus locales conduisent toujours à un âge plus jeune, pourrait être le signe que nous sommes peut-être à l’aubeaube d’une découverte qui changera notre compréhension du fonctionnement de l’Univers.
L’âge de l’Univers : 13 à 14 milliards d’années
De nouvelles observations de Hubble confirment un Univers âgé de 13 à 14 milliards d’années. En auscultant l’amas globulaireamas globulaire M4, à 7000 années-lumièreannées-lumière du SoleilSoleil dans la constellation du Scorpionconstellation du Scorpion, les astronomes ont détecté les étoilesétoiles les plus vielles de l’Univers, des naines blanchesnaines blanches de magnitudemagnitude 30 dont on a pu déterminer la température et l’âge. Ces étoiles sont âgées de 12 à 13 milliards d’années. Des modèles du cycle de la vie des étoiles soutiennent que ces premiers astresastres se sont formés 1 milliard d’années après le Big-BangBig-Bang. Du coup, l’Univers serait âgé de 13 à 14 milliards d’années.
Article de Rémy DecourtRémy Decourt paru le 28/04/2002
Note :
Selon nos connaissances, depuis le Big Bang, l’Univers n’a cessé de croître mais avec un taux d’expansion non constant. Aujourd’hui, l’Univers poursuit sa progression, mais une mystérieuse énergieénergie sombre (force répulsive) tend à accélérer cette expansion.
EN 1977, l’astrophysicien américain Carl Sagan (1934-1996), publiait The Dragons of Eden. Ce merveilleux vulgarisateur scientifique – je ne serais peut-être pas en train de vous écrire si, adolescent, je n’avais pas été passionné par sa série télévisée Cosmos et son livre du même nom – y imaginait un moyen de nous donner une notion des différents âges cosmiques tout comme il existe des astuces pour parler des distances immenses qui sont monnaie courante en astronomie : un calendrier résumant en une seule de nos années toute l’histoire de l’Univers. Le départ est donné par le Big Bang, le 1er janvier à 0 heure, et notre présent est représenté par le 31 décembre à minuit. La durée réelle de cette année condensée est de 13,8 milliards d’années puisque c’est l’âge de l’Univers. Chacun des jours du calendrier représente 37,8 millions d’années, chaque heure 1,6 million d’années, chaque minute 26 millénaires et chaque seconde 438 ans. A l’occasion des quarante ans de The Dragons of Eden, qui obtint le prix Pulitzer 1978 de l’essai, j’ai réactualisé ce calendrier dont j’avais déjà parlé sur mon blog précédent, en tenant compte des dernières découvertes scientifiques.
Le cosmos naît donc le 1er janvier. Et, très vite, probablement dans la nuit du 2 au 3 janvier, les premières étoiles apparaissent. Les premières galaxies se forment à partir du 10 janvier mais il faut attendre longtemps – jusqu’aux alentours du 12 mai – pour que la nôtre, la Voie lactée, prenne sa forme de spirale dotée de bras, même si certains de ses constituants existent depuis un bon moment. De nombreux événements ont lieu au cours des semaines qui suivent mais, si l’on opte pour un point de vue anthropocentrique, la principale étape suivante est l’éclosion, le 2 septembre dans un coin un peu reculé de la Voie lactée, de notre Système solaire. La Terre en fait évidemment partie et c’est sur notre planète que se concentre, pour les quatre derniers mois de l’année, le calendrier cosmique.
Si l’on prend comme acquise la découverte récente, au Canada, de ce qui ressemble à des traces de vie et si l’on retient la datation la plus ancienne citée dans l’étude, la vie est apparue assez rapidement, le 9 septembre, sous la forme d’organismes monocellulaires. Les premiers êtres pluricellulaires entrent en scène début novembre mais c’est dans la seconde moitié du mois de décembre que l’arbre du vivant va se ramifier à toute allure. Le prologue de ce que l’on appelle l’explosion cambrienne se joue le 14 décembre. Ce jour-là, les premiers animaux, des éponges, sont signalés. Le 17 décembre, les arthropodes débarquent, avec notamment les fameux trilobites, rejoints le 18 par les poissons, le 20 par les plantes terrestres, le 21 par les insectes, le 22 par les amphibiens et le 23 par les reptiles.
Les dinosaures naissent à Noël
Dans notre calendrier cosmique, le jour de Noël, le 25 décembre, marque la naissance… des dinosaures qui vont dominer la Terre pour quelques jours. Le 26, les premiers mammifères se manifestent enfin, un jour avant les oiseaux et deux avant les fleurs. A l’aube du 30 décembre, un gros astéroïde percute notre planète, provoquant la disparition des dinosaures à l’exception des oiseaux. Le même jour, comme pour symboliser un changement d’ère, les premiers primates font leur apparition dans la classe des mammifères.
Nous sommes presque arrivés au terme de notre calendrier, aux petites heures du 31 décembre, le dernier jour de cette année dans laquelle on a condensé toute l’histoire de l’Univers. De la matière créée le 1er janvier un foisonnement de mondes a jailli, des myriades de galaxies, d’étoiles et de planètes. C’est cette matière qui est le fil conducteur de l’histoire. A nos yeux, il y a pourtant un absent : l’homme, qui n’est toujours pas paru sur le grand théâtre cosmique. Toute son évolution va se jouer sur ce dernier jour de l’année.
Le lointain ancêtre des grands singes (dont nous faisons partie) apparaît peu après 14 heures en ce 31 décembre. Dans la soirée, vers 20 heures, la lignée humaine se sépare de celles des chimpanzés. Un peu avant 23 heures, Homo erectus se promène à la surface de la Terre. Homo sapiens, l’homme moderne, s’invite enfin sur la scène du monde à 23h48 et l’on a peu de traces de son activité jusqu’à la dernière minute de l’année. A 23h59mn20s, il orne la grotte de Lascaux. Dans les secondes qui suivent, il invente l’agriculture. A 23h59mn47s, il commence à écrire et à fondre les métaux. Deux secondes plus tard, il construit les grandes pyramides de Gizeh.
Les dix dernières secondes
Nous voici dans les dix dernières secondes du calendrier, dix secondes qui recouvrent l’essentiel de ce que l’homme appelle Histoire et qui, ramenées sur une année entière, donnent la mesure de notre place minuscule dans l’Univers. Dix secondes avant la fin de cette année, Sargon fonde l’empire akkadien en Mésopotamie et des pierres commencent à se dresser sur le site de Stonehenge. A 23h59mn51s, c’est le début du Nouvel Empire en Egypte. Une seconde plus tard naît le judaïsme, première grande religion monothéiste. Athènes et Rome sont fondées dans la seconde suivante. Encore un décalage de la trotteuse et Alexandre le Grand conquiert le monde. A 23h59mn55s, le christianisme apparaît et l’Empire romain est à son apogée. Une seconde plus tard, il chute et Mahomet naît, vit et meurt. Puis Charlemagne est sacré empereur et les croisades commencent. Il est 23h59mn58s et la guerre de Cent Ans fait rage, Constantinople est prise et Christophe Colomb découvre l’Amérique. Au cours de l’ultime seconde de cette année cosmique, les peuples se révoltent contre leurs rois, deux guerres mondiales ont lieu, l’homme est assez avancé technologiquement pour aller sur la Lune, modifier le climat de sa planète… et retracer l’histoire du cosmos.
A l’aune de ce calendrier, les 70-80 années que dure une vie représentent un sixième de seconde… L’astronomie, en ne nous attribuant aucune place privilégiée dans l’Univers et en nous donnant l’idée de notre infime mesure, dans l’espace et dans le temps, a le pouvoir de nous rendre modestes.
Pierre Barthélémy (suivez-moi ici sur Twitter ou bien là sur Facebook)
L’humanité n’a eu de cesse de repousser les frontières de ce qu’elle considérait comme étant l’Univers. En quelques siècles, elle est passée du Système solaire à la Voie lactée et enfin à une multitude de galaxies qui s’étendent au-delà de la seule partie visible du cosmos. Et depuis qu’en 1915 Albert Einstein nous a livré sa théorie de la relativité générale, l’Univers est devenu un objet physique à part entière et la cosmologie une branche de l’astrophysique construite sur des faits observationnels tangibles et robustes. Grâce à la relativité générale, on a pu formuler en termes scientifiques rigoureux le modèle cosmologique standard, qui conduit à un âge pour l’Univers. D’environ 13,7 milliards d’années, cet âge est considérablement plus élevé que ceux des récits religieux, mais il s’agit tout de même d’une valeur finie.
Que signifie donc cette notion d’âge, si l’on se rappelle que la notion de temps absolu est balayée par la théorie de la relativité ? En effet, dans notre description moderne du monde, l’espace-temps est la scène sur laquelle se déroulent tous les phénomènes physiques, et la gravité est la manifestation de sa géométrie. Dans un langage accessible à tous, l’auteur retrace ici l’histoire de la construction des modèles cosmologiques, depuis les années 1920 jusqu’à nos jours. Il y détaille le fait que cet âge ne se mesure pas directement, mais se calcule et n’a de sens que dans le cadre de tout modèle cosmologique possédant un Big Bang. Même si ce n’est l’âge de personne, d’aucune particule, d’aucune étoile ou galaxie, on peut quand même le définir géométriquement de façon rigoureuse afin de se repérer dans la géométrie de l’Univers. Un simple outil mathématique, mais tellement pratique !
Cyril Pitrou
Institut d’astrophysique de Paris/CNRS
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