La possibilité d’un Big Crunch


L’expansion de l’Univers va probablement continuer éternellement et conduire à une mort froide de ce dernier. Néanmoins, un deuxième cas de figure théorique est celui d’une expansion qui cesse pour laisser place à une contraction et à un Big Crunch. Ce cas de figure n’est pas d’actualité car la présence d’énergie noire provoque pour l’instant une accélération de l’expansion, mais, la nature de l’énergie noire étant inconnue, il est tout à fait possible que son action change dans le futur.

L’expansion de l’Univers devient une contraction

Le rythme des événements dépend énormément du comportement de l’énergie noire ainsi que de la valeur exacte de la densité de l’Univers. En guise d’illustration, choisissons un exemple précis, celui d’un Univers où l’énergie noire n’a pas d’influence sur l’expansion et où la densité de matière est égale à deux fois la densité estimée actuellement.

La relativité générale montre alors que l’expansion continue pendant environ 50 milliards d’années, mais à un rythme de plus en plus faible. A l’âge de 60 milliards d’années, l’Univers atteint sa taille maximale, entre deux et trois fois sa taille actuelle. Le rayonnement fossile, refroidi par l’expansion, se retrouve à environ un degré du zéro absolu.

A la fin de cette époque, c’est la contraction qui commence. L’Univers entre dans la deuxième phase de son existence, qui dure elle aussi 60 milliards d’années. Cette période est marquée par une diminution constante de la taille et une augmentation de la densité et de la température.

Les évènements commencent à se précipiter à l’approche du Big Crunch. Ainsi, un milliard d’années avant l’événement final, les amas de galaxies sont tellement proches qu’ils commencent à fusionner. Les galaxies elles-mêmes commencent à s’interpénétrer cent millions d’années avant le Big Crunch. A cette époque, la température moyenne de l’Univers atteint 25 degrés Celsius.

Le Big Bang à l’envers

La température de l’Univers continue à augmenter jusqu’à atteindre 3000 degrés lorsqu’il ne reste que quelques centaines de milliers d’années. Le découplage rayonnement-matière, un moment fort du Big Bang, se déroule alors à l’envers. Les photons sont dorénavant capables de dissocier les atomes, l’Univers devient opaque, atomes et molécules disparaissent.

Après cette époque, la température continue à augmenter rapidement et les événements s’accélèrent. A dix millions de degrés, la température de l’Univers est la même qu’au centre du Soleil, ce qui entraine la dissolution des étoiles. A dix milliards de degrés, les photons sont suffisamment énergétiques pour dissocier les noyaux. A des températures encore supérieures, protons et neutrons se désintègrent en leurs composants, les quarks, puis les forces fondamentales se réunifient les unes après les autres.

Finalement, la température et la densité atteignent un niveau tel qu’une phase similaire à l’ère de Planck commence. Ce qui se passe ensuite nous est inaccessible car les théories actuelles sont incapables de décrire le comportement de la matière dans de telles conditions. Il est possible que la température et la densité deviennent infinies et qu’une singularité apparaisse. Il se peut aussi qu’un nouveau Big Bang se produise et donne naissance à un autre univers.


Page mise à jour le 30 août 2017 par Olivier Esslinger