COSMOLOGIE

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Univers relativiste

Reconnaître l'expansion de l'Univers constituait un pas conceptuel de taille. Il fallait en effet admettre de concevoir une géométrie munie d'une évolution propre, une notion tout à fait contradictoire avec l'idée d'espace absolu et rigide que la physique newtonienne considérait, et que seule permettait d'appréhender la théorie de la relativité générale. Mais l'impact de cette théorie, ainsi que celui de la relativité restreinte, dépassait la simple introduction de la notion d'expansion, dont certains aspects peuvent à la rigueur être interprétés dans un cadre newtonien. Ces théories modifient les notions de temps et d'espace, les dépouillant de leur caractère d'absolu et d'indépendance, imposent d'abandonner les notions d'espace et de temps séparés et de les remplacer par celle d'espace-temps. Un espace-temps qui, de plus, doit être muni d'une structure géométrique complexe. Il n'y avait aucun doute que c'est dans un tel cadre que devait être décrite la cosmologie.

La relativité restreinte

C'est à Einstein que nous devons les deux théories de la relativité. L'énoncé essentiel de la relativité restreinte concerne la vitesse de la lumière, postulée constante dans le vide, quel que soit l'état de mouvement de la source ou de l'observateur. Ainsi, nul objet que nous observons ne nous est contemporain : la lumière met 8 minutes environ pour nous parvenir du Soleil, plusieurs années d'une étoile plus éloignée, plusieurs milliards d'années d'une galaxie lointaine. Par conséquent, l'astronome qui regarde loin dans l'Univers regarde aussi loin dans le passé et observe des « tranches d'Univers » d'autant plus anciennes qu'elles sont éloignées : une galaxie lointaine est observée très jeune, surprise peu après sa naissance, telle qu'elle était il y a quelques milliards d'années ; une autre, au contraire, plus proche, nous apparaît après avoir évolué pendant plusieurs milliards d'années. Nul doute que ces deux objets sont différents, autant que peuvent être différents un vieillard et un nourrisson. Deux effets se [...]


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Structure de l'Univers

Structure de l'Univers
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Edwin Powell Hubble

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Évolution de l'Univers pour les trois courbures de l'espace-temps possibles

Évolution de l'Univers pour les trois courbures de l'espace-temps possibles
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Modèles d'Univers de Friedmann

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Pour citer l’article

Marc LACHIÈZE-REY, « COSMOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cosmologie/