Introduction sur l'expansion de l'univers

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  • Publié le : 22 avril 2010
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Expansion de l’univers

En cosmologie, l'expansion de l'univers consiste en ce que les galaxies s'éloignent les unes des autres. Cet écartement mutuel, que l'on pourrait prendre pour unmouvement des galaxies dans l'espace, s'interprète en réalité par une dilatation de l'espace lui-même, les objets célestes étant de ce fait amenés à s'éloigner les uns des autres (en tout cas dès que leursinteractions gravitationnelles ne sont pas assez importantes). Ce mouvement d'expansion ne s'accompagne pas d'une variation de taille des objets de l'univers.
Du point de vue théoriquel'expansion de l'univers est contenue dans les modèles cosmologiques issus de la relativité générale. Ils prédisent tous[1] que l'univers n'est pas statique, mais qu'il est décrit par une dynamique dontl'évolution temporelle est déterminée par les propriétés de la matière qui l'emplit. (voir Équations de Friedmann).
L'expansion de l'Univers est observable. Quand on l'analyse précisément, ontrouve que la lumière des galaxies présente une modification par rapport aux spectres obtenus en laboratoire. Au laboratoire, les signatures - les raies - des différents éléments chimiques tels quel'hydrogène, l'azote, le fer, etc., sont situées à des places bien déterminées. Or les raies des spectres des galaxies ne sont pas à leur bonne place, les couleurs visibles se trouvant décalées vers lerouge. Plus précisément, les longueurs d'onde observées sont plus grandes que celles du laboratoire.
L'effet brut est très courant en astronomie : un tel décalage est observé pour de nombreusesétoiles et autres objets célestes. Il s'interprète comme un effet dû à la vitesse que l'objet émetteur possède par rapport à la Terre. Si cet objet s'éloigne, le spectre est décalé vers le rouge; s'il serapproche, il est décalé dans l'autre sens, vers le violet. En astrophysique l'importance de cet effet, connu sous le nom d'effet Doppler, est considérable à cause des diagnostics de vitesses...
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