Forme de l'Univers
La forme de l'Univers ne peut pas être discutée avec des termes courants, car tous les termes doivent être ceux de la relativité einsteinienne. La géométrie de l'univers n'est donc pas la géométrie euclidienne ordinaire de notre vie quotidienne.
Selon la théorie spéciale de la relativité, il est impossible de dire si deux événements distincts se produisent en même temps si ces événements sont séparés dans l'espace. Parler de "la forme de l'univers (à un point dans le temps)" est naïf du point de vue de la relativité spéciale. En raison de la relativité de la simultanéité, nous ne pouvons pas parler de différents points dans l'espace comme étant "au même point dans le temps" ni, par conséquent, de "la forme de l'univers à un point dans le temps".
Les astrophysiciens se demandent si un modèle particulier de l'univers est cohérent avec ce qui est connu grâce aux observations et aux mesures de l'univers. Si l'univers observable est plus petit que l'univers entier (dans certains modèles, il est de plusieurs ordres de grandeur plus petit ou même infinitésimal), l'observation est limitée à une partie de l'ensemble.
La réflexion sur la forme de l'univers peut être divisée en deux :
L'univers observable est la base pour tester tout modèle de l'univers. Il s'agit d'un volume sphérique (une boule) centré sur l'observateur, quelle que soit la forme de l'univers dans son ensemble. Chaque lieu de l'univers possède son propre univers observable, qui peut ou non recouvrir celui qui est centré sur la Terre.
Des mesures récentes ont conduit la NASA à déclarer : "Nous savons maintenant que l'univers est plat avec une marge d'erreur de seulement 0,4%". Dans un modèle, le modèle FLRW, la forme actuelle la plus populaire de l'Univers trouvée pour correspondre aux données d'observation est le modèle plat infini. Il existe d'autres modèles qui s'adaptent également aux données.
Questions et réponses
Q : Quelle est la forme de l'univers d'après les observations actuelles ?
R : D'après des mesures récentes, la NASA a déclaré que l'univers est plat, avec une marge d'erreur de seulement 0,4 %.
Q : Comment la relativité restreinte affecte-t-elle notre compréhension de la forme de l'univers ?
R : En raison de la relativité de simultanéité, il est impossible de dire si deux événements distincts se produisent en même temps si ces événements sont séparés dans l'espace. Cela signifie que nous ne pouvons pas parler de différents points de l'espace comme étant "au même moment" ni, par conséquent, de "la forme de l'univers à un moment donné".
Q : Quel type de géométrie les astrophysiciens utilisent-ils lorsqu'ils discutent de la forme de l'Univers ?
R : Les astrophysiciens utilisent la relativité d'Einstein lorsqu'ils discutent et testent des modèles pour décrire et prédire certains aspects de l'Univers. Ils prennent également en compte la géométrie locale, qui se rapporte en particulier à la courbure, et la géométrie globale, qui se rapporte à la topologie.
Q : Chaque endroit de l'Univers fait-il partie d'un univers observable ?
R : Oui, chaque endroit de l'Univers possède son propre univers observable, qui peut ou non se superposer à celui centré sur la Terre.
Q : Qu'entend-on par "plat" lorsqu'on se réfère à un modèle de description/prédiction de certains aspects de l'Univers ?
R : Dans le cadre d'un modèle, appelé FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), le terme "plat" fait référence à un modèle plat infini qui s'est avéré le mieux adapté aux données d'observation. Cela signifie que l'espace semble uniforme, quel que soit l'endroit où l'on regarde, et qu'il n'y a pas de courbes ou de courbures dans ce modèle particulier.
Q : Existe-t-il d'autres modèles que le modèle infiniment plat de FLRW qui correspondent aux données d'observation ?
R : Oui, il existe d'autres modèles que le modèle infiniment plat de FLRW qui correspondent également aux données d'observation.
