Ne paniquez pas, mais notre planète est condamnée. Cela va prendre un certain temps. Dans environ 6 milliards d’années, la Terre sera probablement vaporisée lorsque le Soleil mourant se développera en une géante rouge et engloutira notre planète.
Mais la Terre n’est qu’une seule planète dans le système solaire, le Soleil est juste l’une des centaines de milliards d’étoiles de la galaxie, et il y a des centaines de milliards de galaxies dans l’univers observable. Qu’est-ce qui nous attend? Comment se termine l’univers?
La science est beaucoup moins déterminée à savoir comment cela va se passer. Nous ne savons même pas si l’univers reviendra à une entreprise, fin définie, ou tout simplement lentement. Notre meilleure compréhension de la physique suggère qu’il existe plusieurs options pour l’apocalypse universelle. Il offre également quelques indices sur la façon dont nous pourrions, peut-être, y survivre.
Notre premier indice sur la fin de l’univers vient de la thermodynamique, l’étude de la chaleur. La thermodynamique est le prédicateur de rue aux yeux fous de la physique, portant une pancarte en carton avec un simple avertissement: « LA MORT PAR LA CHALEUR VIENT ».
La mort par la chaleur est bien pire que d’être brûlé en un croustillant
Malgré le nom, la mort par la chaleur de l’univers n’est pas « un enfer ardent. Au lieu de cela, c’est le mort de toutes les différences de chaleur.
Cela peut ne pas sembler effrayant, mais la mort par la chaleur est bien pire que d’être brûlé à vif. C’est parce que presque tout dans la vie de tous les jours nécessite une sorte de différence de température, directement ou indirectement.
Par exemple, votre voiture fonctionne parce qu’elle est plus chaude à l’intérieur de son moteur qu’à l’extérieur. Votre ordinateur fonctionne à l’électricité de la centrale électrique locale, qui fonctionne probablement en chauffant l’eau et en l’utilisant pour alimenter une turbine. Et vous courez sur la nourriture, qui existe grâce à l’énorme différence de température entre le Soleil et le reste de l’univers.
Cependant, une fois que l’univers atteindra la mort par la chaleur, tout sera partout à la même température. Cela signifie que rien d’intéressant ne se reproduira plus jamais.
La mort par la chaleur ressemblait à la seule façon possible pour l’univers de se terminer
Chaque étoile mourra, presque toute la matière se décomposera, et finalement tout ce qui restera est une soupe clairsemée de particules et de radiations. Même l’énergie de cette soupe sera sapé au fil du temps par l’expansion de l’univers, laissant tout juste une fraction de degré au-dessus du zéro absolu.
Dans ce « Big Freeze », l’univers finit uniformément froid, mort et vide.
Après le développement de la thermodynamique au début des années 1800, la mort par la chaleur ressemblait à la seule façon possible de mettre fin à l’univers. Mais il y a 100 ans, la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein suggérait que l’univers avait un destin bien plus dramatique.
La relativité générale dit que la matière et l’énergie déforment l’espace et le temps. Cette relation entre l’espace-temps et matière-énergie (substance) – entre la scène et les acteurs qui la composent – s’étend à l’univers entier. La substance dans l’univers, selon Einstein, détermine le destin ultime de l’univers lui-même.
L’univers a commencé comme quelque chose d’incroyablement petit, puis s’est développé incroyablement rapidement
La théorie a prédit que l’univers comme un Le tout doit être soit en expansion, soit en contraction. Il ne pouvait pas rester de la même taille. Einstein s’en est rendu compte en 1917, et était si réticent à le croire qu’il a truqué sa propre théorie.
Puis en 1929, l’astronome américain Edwin Hubble a trouvé des preuves tangibles de l’expansion de l’univers. Einstein a changé d’avis, appelant son insistance précédente sur une L’univers est la « plus grande bévue » de sa carrière.
Si l’univers est en expansion, il doit autrefois avoir été beaucoup plus petit qu’il ne l’est maintenant. Cette prise de conscience a conduit à la théorie du Big Bang: l’idée que l’univers a commencé comme quelque chose d’incroyablement petit, puis s’est développé incroyablement rapidement. Nous pouvons voir la « rémanence » du Big Bang, même aujourd’hui, dans le rayonnement de fond cosmique micro-ondes – un flux constant d’ondes radio, venant de toutes les directions dans le ciel.
Le destin de l’univers, alors , repose sur une question très simple: l’univers continuera-t-il de s’étendre, et à quelle vitesse?
S’il y a trop de choses, l’expansion du l’univers va ralentir et s’arrêter
Pour un univers contenant des « trucs » normaux, comme la matière et la lumière, la réponse à cette question dépend de la quantité de trucs il y en a. Plus de choses signifie plus de gravité, ce qui rassemble tout et ralentit l’expansion.
Tant que la quantité de choses ne dépasse pas un seuil critique, l’univers continuera à s’étendre pour toujours, et finalement souffrir de la mort par la chaleur, le gel
Mais s’il y a trop de choses, l’expansion de l’univers ralentira et s’arrêtera. Ensuite, l’univers commencera à se contracter. Un univers en contraction se rétrécira de plus en plus petit, devenant de plus en plus chaud et plus dense, éventuellement se terminant par un enfer fabuleusement compact, une sorte de Big Bang inversé connu sous le nom de Big Crunch.
Pendant la majeure partie du 20e siècle, les astrophysiciens ne savaient pas lequel de ces scénarios se déroulerait. Serait-ce le Big Freeze ou le Big Crunch? Glace ou feu?
L’énergie sombre sépare l’univers
Ils ont essayé pour effectuer un recensement cosmique, en additionnant la quantité de choses qu’il y a dans notre univers. Il s’est avéré que nous « sommes étrangement proches du seuil critique, laissant notre sort incertain.
Tout a changé à la fin du XXe siècle. En 1998, deux équipes d’astrophysiciens en compétition ont fait une annonce étonnante: l’expansion de l’univers s’accélère.
La matière et l’énergie normales ne peuvent pas faire en sorte que l’univers se comporte de cette façon. C’était la première preuve d’un type d’énergie fondamentalement nouveau, surnommé «l’énergie noire», qui ne se comportait pas comme quoi que ce soit d’autre dans le cosmos.
L’énergie sombre sépare l’univers. Nous ne le faisons toujours pas. Comprenez ce que c’est, mais environ 70% de l’énergie dans l’univers est de l’énergie noire, et ce nombre augmente chaque jour.
L’existence de l’énergie noire signifie que la quantité de choses dans l’univers ne » t arriver à déterminer son destin ultime.
Au lieu de cela, l’énergie sombre contrôle le cosmos, accélérant l’expansion de l’univers pour toujours. Cela rend le Big Crunch beaucoup moins probable.
Mais cela ne veut pas dire que le Big Freeze est inévitable. Il y a d’autres possibilités.
L’une d’elles est née, non pas de l’étude du cosmos, mais du monde des particules subatomiques. C’est peut-être le destin le plus étrange de l’univers. Cela ressemble à de la science-fiction, et en un sens, ça l’est.
Dans le roman de science-fiction classique de Kurt Vonnegut, Cat « s Cradle, Ice-nine est une nouvelle forme de glace d’eau avec une propriété remarquable: il gèle à 46 ° C, pas à 0 ° C. Lorsqu’un cristal de glace neuf tombe dans un verre d’eau, toute l’eau qui l’entoure se dessine immédiatement après le cristal, car il a moins d’énergie que l’eau liquide.
Il n’y a nulle part où la glace commence à se former
Les nouveaux cristaux de glace neuf font la même chose à l’eau qui les entoure , et en un clin d’œil, la réaction en chaîne transforme toute l’eau du verre – ou (alerte spoiler!) tous les océans de la Terre – en une glace solide.
La même chose peut se produisent dans la vraie vie avec de la glace normale et de l’eau normale. Si vous mettez de l’eau très pure dans un verre très propre et que vous la refroidissez juste en dessous de 0 ° C, l’eau se refroidira: elle reste liquide en dessous de son point de congélation naturel. Il n’y a pas d’impuretés dans l’eau et pas de taches rugueuses sur le verre, donc il n’y a nulle part où la glace commence à se former. Mais si vous laissez tomber un cristal de glace dans le verre, l’eau gèlera rapidement, tout comme la glace neuf .
La glace neuf et l’eau surfondue peuvent ne pas sembler pertinentes pour le destin de l’univers. Mais quelque chose de similaire pourrait arriver à l’espace lui-même.
La physique quantique dicte que même dans un environnement totalement vide vide, il y a une petite quantité d’énergie. Mais il peut aussi y avoir un autre type de vide, qui retient moins d’énergie.
Le nouveau vide sera » convertir « l’ancien vide autour de lui
Si c’est vrai, alors l’univers entier est comme un verre d’eau surfondue. Cela ne durera que jusqu’à ce qu’une « bulle » de vide à faible énergie apparaisse.
Heureusement, il n’y a pas de telles bulles dont nous « sommes conscients. Malheureusement, la physique quantique dicte également que si une énergie plus faible le vide est possible, alors une bulle de ce vide va inévitablement apparaître quelque part dans l’univers.
Quand cela se produit, tout comme Ice-Nine, le nouveau vide « convertira » l’ancien vide qui l’entoure. La bulle se dilaterait presque à la vitesse de la lumière, donc nous ne la verrions jamais venir.
À l’intérieur de la bulle, les choses seraient radicalement différentes et pas très accueillantes.
Les humains, les planètes et même les étoiles elles-mêmes seraient détruits
Les propriétés des particules fondamentales comme les électrons et les quarks pourrait être complètement différent, réécrire radicalement les règles de la chimie et peut-être empêcher les atomes de se former.
Les humains, les planètes et même les étoiles elles-mêmes seraient détruites dans ce grand changement. Dans un article de 1980, les physiciens Sidney Coleman et Frank de Luccia l’appelaient « la catastrophe écologique ultime ».
Ajoutant l’insulte à la blessure, l’énergie noire se comporterait probablement différemment après le Grand Changement. Plutôt que de pousser l’univers à se développer plus rapidement, l’énergie sombre pourrait plutôt attirer l’univers sur lui-même, s’effondrant dans un Big Crunch.
Il y a une quatrième possibilité, et une fois de plus l’énergie noire est au centre de la scène. Cette idée est très spéculative et peu probable, mais elle ne peut pas encore être exclue. L’énergie sombre pourrait être encore plus puissante que nous ne le pensions, et pourrait suffire à mettre fin à l’univers à elle seule, sans intervention de Big Change, Freeze ou Crunch.
L’énergie sombre a une propriété particulière. Au fur et à mesure que l’univers se développe, sa densité reste constante. Cela signifie qu’une plus grande partie apparaît au fil du temps, pour suivre le rythme de l’augmentation du volume de l’univers. inhabituel, mais n’enfreint aucune loi de la physique.
Cependant, cela pourrait devenir plus étrange. Et si la densité de l’énergie noire augmentait à mesure que l’univers se développait? En d’autres termes, que se passe-t-il si la quantité d’énergie noire dans l’univers augmente plus rapidement que l’expansion de l’univers lui-même?
Cette idée a été avancée par Robert Caldwell du Dartmouth College à Hanovre, New Hampshire. Il l’appelle «l’énergie noire fantôme». Cela conduit à un destin remarquablement étrange pour l’univers.
Si l’énergie sombre fantôme existe, alors le côté obscur est notre ultime chute, tout comme Star Wars nous a prévenu que ce serait.
Les atomes eux-mêmes se briseraient, une fraction de seconde avant que l’univers lui-même ne se déchire
En ce moment, la densité de l’énergie noire est très faible, bien inférieure à la densité de matière ici sur Terre, ou même à la densité de la galaxie de la Voie lactée, qui est beaucoup moins dense que la Terre. Mais avec le temps, la densité de l’énergie sombre fantôme s’accumulerait et déchirerait l’univers.
Dans un article de 2003, Caldwell et ses collègues ont décrit un scénario qu’ils ont appelé «apocalyptique cosmique». Une fois que l’énergie sombre fantôme devient plus dense qu’un objet particulier, cet objet est déchiré en lambeaux.
Premièrement, l’énergie sombre fantôme séparerait la Voie lactée, faisant voler ses étoiles constitutives. Ensuite, le système solaire ne serait plus lié, car l’attraction de l’énergie noire serait plus forte que l’attraction du Soleil sur la Terre.
Enfin, dans quelques minutes effrénées, la Terre exploserait. Ensuite, les atomes eux-mêmes se briseraient, une fraction de seconde avant que l’univers lui-même ne se déchire. Caldwell appelle cela le Big Rip.
Le Big Rip est, de l’aveu même de Caldwell, « très bizarre » – et pas seulement parce que cela ressemble à quelque chose d’une bande dessinée de super-héros exagérée.
Voici un portrait remarquablement sombre du futur
Énergie sombre fantôme va à l’encontre de certaines idées assez basiques sur l’univers, comme l’hypothèse que la matière et l’énergie ne peuvent pas aller plus vite que la vitesse de la lumière. Il y a de bonnes raisons de ne pas y croire.
Sur la base de nos observations de l’expansion de l’univers et des expériences de physique des particules, il semble beaucoup plus probable que le destin ultime de notre univers soit un Big Freeze, peut-être suivi d’un Big Change et d’un Big Crunch final.
Mais c’est un portrait remarquablement sombre de l’avenir – des éons de vide froid, finalement terminés par une décomposition du vide et une implosion finale dans le néant. Y a-t-il une évasion? Ou sommes-nous condamnés à réserver une table au restaurant au bout de l’univers?
Il n’y a certainement aucune raison pour nous, individuellement, de nous inquiéter de la fin de l’univers. Tous ces événements sont des milliards d’années dans le futur, à l’exception peut-être du Big Change, donc ce n’est pas exactement un problème imminent.
De plus, il n’y a aucune raison de s’inquiéter pour l’humanité. Si rien d’autre, génétique la dérive aura rendu nos descendants méconnaissables bien avant. Mais est-ce que des créatures intelligentes de toutes sortes, humaines ou non, pourraient-elles survivre?
Si l’univers accélère , c’est vraiment une mauvaise nouvelle
Le physicien Freeman Dyson de l’Institute for Advanced Studies de Princeton, New Jersey a examiné cette question dans un article classique publié en 1979 À l’époque, il a conclu que la vie pouvait se modifier pour survivre au Big Freeze, qu’il pensait être moins difficile que l’enfer du Big Crunch.
Bu De nos jours, il est beaucoup moins optimiste, grâce à la découverte de l’énergie noire.
« Si l’univers accélère, c’est vraiment une mauvaise nouvelle », déclare Dyson. L’accélération de l’expansion signifie que nous « finirons par perdre le contact avec toutes les galaxies, sauf une poignée, ce qui limite considérablement la quantité d’énergie dont nous disposons. » C’est « une situation plutôt sombre à long terme. »
La situation pourrait changer encore. «Nous ne savons vraiment pas si l’expansion va se poursuivre puisque nous ne comprenons pas pourquoi elle s’accélère», dit Dyson. «L’opinion optimiste est que l’accélération ralentira à mesure que l’univers s’agrandit.» Si cela se produit, « l’avenir est beaucoup plus prometteur. »
Mais que se passe-t-il si l’expansion ne ralentit pas, ou s’il devient clair que le grand changement est à venir?Certains physiciens ont proposé une solution qui est solidement en territoire de savant fou. Pour échapper à la fin de l’univers, nous devrions construire notre propre univers dans un laboratoire et nous lancer.
Un physicien qui a travaillé sur cette idée est Alan Guth du MIT à Cambridge, Massachusetts, qui est connu pour son travail sur le tout premier univers.
Vous lanceriez la création d’un tout nouvel univers
» Je ne peux pas dire que les lois de la physique impliquent absolument que cela « est possible », dit Guth. « Si c’est possible, cela nécessiterait une technologie bien au-delà de tout ce que nous pouvons prévoir. Cela nécessiterait d’énormes quantités d’énergie dont on aurait besoin pour être en mesure d’obtenir et de contrôler. »
La première étape, selon pour Guth, créerait une forme de matière incroyablement dense – si dense qu’elle était sur le point de s’effondrer dans un trou noir. En faisant cela de la bonne manière, puis en éliminant rapidement le problème de la zone, vous pourrez peut-être forcer cette région de l’espace à commencer à s’étendre rapidement.
En fait, vous relanceriez le création d’un univers entièrement nouveau. Au fur et à mesure que l’espace de la région s’agrandissait, la limite se rétrécissait, créant une bulle d’espace déformé où l’intérieur était plus grand que l’extérieur.
Cela peut sembler familier aux fans de Doctor Who, et selon Guth, le TARDIS est « probablement une analogie très précise » pour le type de déformation de l’espace dont il parle.
Nous « ne savons pas vraiment si » C’est possible ou pas
Finalement, l’extérieur se réduirait au néant, et le nouvel univers de bébé se détacherait du nôtre, épargné de tout sort de notre univers peut se rencontrer.
Cependant, Guth souligne également qu’il existe une autre source d’espoir au-delà de la fin de l’univers – enfin, l’espoir d’une sorte.
Guth a été le premier à proposer que le tout premier univers s’est développé étonnamment vite pendant une infime fraction de seconde, une idée connue sous le nom d ‘«inflation». De nombreux cosmologistes croient maintenant que l’inflation est l’approche la plus prometteuse pour expliquer le premier univers, et le plan de Guth pour créer un nouvel univers repose sur la recréation de cette expansion rapide.
Le multivers dans son ensemble est véritablement éternel
L’inflation a une conséquence intrigante sur le destin ultime de l’univers. La théorie veut que l’univers dans lequel nous vivons n’est qu’une petite partie d’un multivers, avec un arrière-plan qui se gonfle éternellement, engendrant continuellement des «univers de poche» comme le nôtre.
«Si tel est le cas, même si nous «Nous sommes convaincus qu’un univers de poche individuel mourra en fin de compte par la réfrigération, le multivers dans son ensemble continuera à vivre pour toujours, une nouvelle vie étant créée dans chaque univers de poche au fur et à mesure de sa création», déclare Guth. le multivers dans son ensemble est véritablement éternel, au moins éternel dans le futur, même si des univers de poche individuels vivent et meurent. «
En d’autres termes, Franz Kafka avait peut-être raison quand il a dit qu’il c’est « beaucoup d’espoir, une quantité infinie d’espoir – mais pas pour nous. »
C’est une pensée un peu sombre. Si cela vous dérange, voici une photo d’un chaton mignon.