We know about our universe’s past: the Big Bang theory predicts that all matter, time, and space began in an incredibly tiny, compact state about 14 billion years ago. And we know about the present: scientists’ observations of the movement of galaxies tell us that the universe is expanding at an accelerated rate. But what about the future? Do we know how our universe is going to end?
Nous connaissons le passé de notre univers : la théorie du Big Bang prédit que toute la matière, le temps et l'espace ont commencé dans un état incroyablement petit et compact il y a environ 14 milliards d'années. Et nous connaissons le présent : les observations des scientifiques sur le mouvement des galaxies nous disent que l'univers s'élargit à un rythme accéléré. Mais qu'en est-il de l'avenir ? Savons-nous comment notre univers va se terminer ?
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
Les cosmologistes ont trois réponses possibles à cette question, appelé le Big Freeze, le Big Rip et le Big Crunch.
To understand these three scenarios, imagine two objects representing galaxies. A short, tight rubber band is holding them together— that’s the attractive force of gravity. Meanwhile, two hooks are pulling them apart— that’s the repulsive force expanding the universe. Copy this system over and over again, and you have something approximating the real universe. The outcome of the battle between these two opposing forces determines how the end of the universe will play out.
Pour comprendre ces trois scénarios, imaginez deux objets représentant des galaxies. Un élastique court et serré les retient ensemble - c'est la force de gravité. Pendant ce temps, deux crochets les séparent. Il s'agit de la force répulsive qui étend l'univers. Copiez ce système encore et encore, et vous aurez quelque chose se rapprochant de l'univers réel. L'issue de la bataille entre ces deux forces opposées détermine le déroulement de la fin de l'univers.
The Big Freeze scenario is what happens if the force pulling the objects apart is just strong enough to stretch the rubber band until it loses its elasticity. The expansion wouldn’t be able to accelerate anymore, but the universe would keep getting bigger. Clusters of galaxies would separate. The objects within the galaxies– suns, planets, and solar systems would move away from each other, until galaxies dissolved into lonely objects floating separately in the vast space. The light they emit would be redshifted to long wavelengths with very low, faint energies, and the gas emanating from them would be too thin to create new stars. The universe would become darker and colder, approaching a frozen state also known as the Big Chill, or the Heat Death of the Universe.
Le scénario Big Freeze est ce qui se produit si la force qui sépare les objets est juste assez forte pour étirer l'élastique jusqu'à ce qu'il perde son élasticité. L'expansion ne pourrait plus s'accélérer, mais l'univers continuerait à s'agrandir. Des amas de galaxies se sépareraient. Les objets à l'intérieur des galaxies - les soleils, les planètes et les systèmes solaires - s'éloigneraient les uns des autres, jusqu'à ce que les galaxies se dissolvent en objets solitaires, flottant séparément dans le vaste espace. La lumière qu'ils émettent se décalera vers les grandes longueurs d'onde avec des énergies très faibles et très basses, et le gaz s'en dégageant sera trop léger pour créer de nouvelles étoiles. L'univers deviendrait de plus en plus sombre et froid, s'approchant d'un état congelé aussi connu sous le nom de Big Chill, ou la mort par la chaleur de l'Univers.
But what if the repulsive force is so strong that it stretches the rubber band past its elastic limit, and actually tears it? If the expansion of the universe continues to accelerate, it will eventually overcome not only the gravitational force – tearing apart galaxies and solar systems– but also the electromagnetic, weak, and strong nuclear forces which hold atoms and nuclei together. As a result, the matter that makes up stars breaks into tiny pieces. Even atoms and subatomic particles will be destroyed. That’s the Big Rip.
Mais que se passerait-il si la force répulsive est si forte qu'elle étire l'élastique au-delà de sa limite élastique jusqu'à le déchirer ? Si l'expansion de l'univers continue à s'accélérer, elle finira par vaincre non seulement la force gravitationnelle - déchirant les galaxies et les systèmes solaires - mais aussi les forces nucléaires électromagnétiques, faibles et fortes qui maintiennent les atomes et les noyaux ensemble. Par conséquent, la matière qui compose les étoiles se brisera en petits morceaux. Même les atomes et les particules subatomiques seront détruits. C'est le Big Rip.
What about the third scenario, where the rubber band wins out? That corresponds to a possible future in which the force of gravity brings the universe’s expansion to a halt— and then reverses it. Galaxies would start rushing towards each other, and as they clumped together their gravitational pull would get even stronger. Stars too would hurtle together and collide. Temperatures would rise as space would get tighter and tighter. The size of the universe would plummet until everything compressed into such a small space that even atoms and subatomic particles would have to crunch together. The result would be an incredibly dense, hot, compact universe — a lot like the state that preceded the Big Bang. This is the Big Crunch.
Qu'en est-il du troisième scénario, où l'élastique l'emporte ? Cela correspond à un futur possible dans lequel la force de gravité stoppe l'expansion de l'univers - et l'inverse. Les galaxies se précipiteraient les unes vers les autres, et à mesure qu'elles s'agglutineront, leurs attractions gravitationnelles deviendraient encore plus fortes. Les étoiles aussi se précipiteraient et entreraient en collision. Les températures augmenteraient au fur et à mesure que l'espace se resserre. La taille de l'univers se réduirait jusqu'à ce que tout soit comprimé dans un espace si petit que même les atomes et les particules subatomiques seront écrasés. Le résultat sera un univers incroyablement dense, chaud et compact - un peu comme l'état qui précéda le Big Bang. C'est le Big Crunch.
Could this tiny point of matter explode in another Big Bang? Could the universe expand and contract over and over again, repeating its entire history? The theory describing such a universe is known as the Big Bounce. In fact, there’s no way to tell how many bounces could’ve already happened— or how many might happen in the future. Each bounce would wipe away any record of the universe’s previous history.
Ce petit point de matière pourrait-il exploser en un autre Big Bang ? L'univers pourrait-il s'étendre et se contracter encore et encore, répétant toute son histoire ? La théorie décrivant un tel univers est connue sous le nom de Big Bounce. En réalité, il n'y a aucun moyen de savoir combien de rebonds ont déjà pu se produire - ou combien pourraient se produire à l'avenir.
Which one of those scenarios will be the real one? The answer depends on the exact shape of the universe, the amount of dark energy it holds, and changes in its expansion rate. As of now, our observations suggest that we’re heading for a Big Freeze. But the good news is that we’ve probably got about 10 to the 100th power years before the chill sets in — so don’t start stocking up on mittens just yet.
Chaque rebond effacerait toutes traces de l'histoire passée de l'univers. Lequel de ces scénarios sera le bon ? La réponse dépend de la forme exacte de l'univers, de la quantité d'énergie noire qu'il contient et des changements de son taux d'expansion. Pour le moment, nos observations suggèrent que nous nous dirigeons vers un Big Freeze. Mais la bonne nouvelle est que nous avons probablement plusieurs milliards d'années avant que le froid ne s'installe -