Si vous avez déjà rêvé de voyager dans le temps, regardez le ciel nocturne; les lueurs que vous voyez sont vraiment des instantanés d'un passé lointain. C'est parce que ces étoiles, planètes et galaxies sont si éloignées que la lumière des plus proches peut mettre des dizaines de milliers d'années à atteindre la Terre.
L'univers est sans aucun doute une grande place. Mais quelle est sa taille?
«C'est peut-être quelque chose que nous ne savons jamais», a déclaré Sarah Gallagher, astrophysicienne à l'Université Western en Ontario, au Canada, à Live Science. La taille de l'univers est l'une des questions fondamentales de l'astrophysique. Il pourrait également être impossible de répondre. Mais cela n'empêche pas les scientifiques d'essayer.
Plus un objet est proche de l'univers, plus sa distance est facile à mesurer, a déclaré Gallagher. Le soleil? Part de gâteau. La lune? Encore plus facile. Tout ce que les scientifiques ont à faire est d'éclairer un faisceau de lumière vers le haut et de mesurer le temps qu'il faut à ce faisceau pour rebondir sur la surface de la lune et redescendre sur Terre.
Mais les objets les plus éloignés de notre galaxie sont plus délicats, a déclaré Gallagher. Après tout, les atteindre nécessiterait un faisceau de lumière très puissant. Et même si nous avions les capacités technologiques pour briller une lumière aussi loin, qui a des milliers d'années pour attendre que le faisceau rebondisse sur les exoplanètes éloignées de l'univers et revienne vers nous?
Les scientifiques ont quelques astuces pour manipuler les objets les plus éloignés de l'univers. Les étoiles changent de couleur en vieillissant, et sur la base de cette couleur, les scientifiques peuvent estimer la quantité d'énergie et de lumière que ces étoiles dégagent. Deux étoiles qui ont la même énergie et la même luminosité ne sembleront pas identiques de la Terre si l'une de ces étoiles est beaucoup plus éloignée. Le plus éloigné apparaîtra naturellement plus sombre. Les scientifiques peuvent comparer la luminosité réelle d'une étoile avec ce que nous voyons de la Terre et utiliser cette différence pour calculer la distance de l'étoile, a déclaré Gallagher.
Mais qu'en est-il du bord absolu de l'univers? Comment les scientifiques calculent-ils les distances à des objets aussi éloignés? C'est là que les choses deviennent vraiment délicates.
Rappelez-vous: plus un objet est éloigné de la Terre, plus la lumière de cet objet met longtemps à nous atteindre. Imaginez que certains de ces objets sont si éloignés que leur lumière a mis des millions voire des milliards d'années pour nous parvenir. Maintenant, imaginez que la lumière de certains objets prenne tellement de temps pour faire ce voyage que pendant tous les milliards d'années de l'univers, elle n'a toujours pas atteint la Terre. C'est exactement le problème auquel les astronomes sont confrontés, a déclaré Will Kinney, physicien à l'Université d'État de New York à Buffalo, à Live Science.
"Nous ne pouvons voir qu'une toute petite bulle. Et qu'est-ce qui se passe en dehors de cela? Nous ne savons pas vraiment", a déclaré Kinney.
Mais en calculant la taille de cette petite bulle, les scientifiques peuvent estimer ce qui se trouve à l'extérieur.
Les scientifiques savent que l'univers a 13,8 milliards d'années, donne ou prend quelques centaines de millions d'années. Cela signifie qu'un objet dont la lumière a mis 13,8 milliards d'années pour nous atteindre devrait être l'objet le plus éloigné que nous puissions voir. Vous pourriez être tenté de penser que cela nous donne une réponse simple à la taille de l'univers: 13,8 milliards d'années-lumière. Mais gardez à l'esprit que l'univers est également en expansion continue à un rythme croissant. Dans le temps que la lumière a mis pour nous atteindre, le bord de la bulle s'est déplacé. Heureusement, les scientifiques savent jusqu'où il a progressé: à 46,5 milliards d'années-lumière, sur la base des calculs de l'expansion de l'univers depuis le big bang.
Certains scientifiques ont utilisé ce nombre pour essayer de calculer ce qui se trouve au-delà de la limite de ce que nous pouvons voir. En supposant que l'univers a une forme incurvée, les astronomes peuvent regarder les modèles que nous voyons dans l'univers observable et utiliser des modèles pour estimer à quelle distance le reste de l'univers s'étend. Une étude a révélé que l'univers réel pourrait être au moins 250 fois la taille des 46,5 milliards d'années-lumière que nous pouvons réellement voir.
Mais Kinney a d'autres idées: "Il n'y a aucune preuve que l'univers est fini", at-il dit, "il pourrait très bien continuer indéfiniment."
Il n'y a pas de dire avec certitude si l'univers est fini ou infini, mais les scientifiques s'accordent à dire que son "vraiment flippant énorme", a déclaré Gallagher. Malheureusement, la petite partie que nous pouvons voir maintenant est la plus que nous ne pourrons jamais observer. Parce que l'univers se développe à un rythme croissant, les bords extérieurs de notre univers observable se déplacent vers l'extérieur plus rapidement que la vitesse de la lumière. Cela signifie que les bords de notre univers s'éloignent de nous plus rapidement que leur lumière ne peut nous atteindre. Peu à peu, ces bords (et tous les restaurants là-bas, comme l'écrivain britannique Douglas Adams l'a écrit une fois) disparaissent.
La taille de l'univers, et la quantité de celui-ci que nous ne pouvons pas voir - c'est humiliant, a déclaré Gallagher. Mais cela ne l'empêche pas, elle et d'autres scientifiques, de continuer à chercher des réponses.
"Peut-être que nous ne serons pas en mesure de le comprendre. Cela pourrait être considéré comme frustrant", a déclaré Gallagher. "Mais cela le rend aussi très excitant."
