Dans l’univers, les étoiles se structurent en galaxies, en amas et en superamas. Ici, le cœur de la Voie lactée, vu en infrarouge. À grande échelle, la structure de l'univers est dite « lacunaire », car majoritairement constituée de vide cosmique. © Nasa/JPL-Caltech/S. Stolovy (SSC/Caltech)

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Quelle est la structure de l’univers ?

Question/RéponseClassé sous :Astronomie , structure de l'univers , galaxies

L'univers est composé de milliards d'étoiles et d'autres objets célestes tels les planètes, les comètes, les astéroïdes, etc. Tous ces corps se structurent en galaxies, amas et superamas. Cependant, à grande échelle, la structure de l'univers est dite « lacunaire » car celui-ci est en majorité constitué de vide. Explications.

Interview : quelle est la forme et la taille de l'univers ?  L'univers regroupe l’ensemble des éléments qui nous entourent. Mais, si son contenu est plus ou moins connu, sa forme et sa taille totale demeurent mystérieuses. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Richard Taillet, chercheur au LAPTh (Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique théorique), pour qu'il nous explique cette énigme. 

À en croire les astronomes, et même si le nombre d'étoiles visibles à l’œil nu est infime, il y aurait quelque 1023 étoiles dans l'univers.

Les étoiles structurées en galaxies

Les étoiles s'organisent d'abord en galaxies, des structures qui s'étendent sur environ 100.000 années-lumière. Il y aurait entre 100 et 200 milliards de galaxies dans l'univers tel que nous le connaissons. Celle dont fait partie le Système solaire a été baptisée la Voie lactée et regroupe quelque 100 milliards d'étoiles. La Voie lactée est une galaxie spirale, mais les galaxies peuvent aussi prendre une forme elliptique ou même irrégulière.

Les galaxies structurées en amas de galaxies

Les galaxies peuvent se lier entre elles par leur force de gravitation et former des amas de galaxies d'une dizaine de millions d'années-lumière. Celui auquel appartient la Voie lactée est appelé « le Groupe local ». Parmi la trentaine de galaxies qu'il abrite, on trouve notamment la fameuse galaxie d'Andromède. L'univers compterait environ 25 milliards d'amas de galaxies.

Sur cette image provenant d'une des meilleures simulations de la formation des grandes structures de l'univers, des filaments de matière noire contenant des superamas de galaxies apparaissent clairement. On note aussi la présence de grands vides que l'on appelle parfois des vides cosmiques (cosmic voids en anglais) La barre blanche indique l'échelle des distances en mégaparsecs corrigée par le facteur h lié à la constante de Hubble. On estime que h est compris entre 0,65 et 0,70, la meilleure estimation en 2014 étant de 0,68. © Max Planck Institute for Astrophysics, Millennium Simulation Project

Les amas de galaxies structurés en superamas

Les amas de galaxies s'organisent ensuite eux-mêmes en superamas, des structures colossales, de l'ordre de 150 millions d'années-lumière et composées de plusieurs dizaines d'amas chacune. Dans l'univers visible, il y aurait quelque 10 millions de superamas.

La structure lacunaire de l'univers et le vide cosmique

Au-delà de l'aspect quantitatif, ce que l'on pourrait appeler « la trame » de l'univers se présente sous la forme de filaments, comme un réseau tridimensionnel en toile d’araignée (voir image ci-dessus).

Entre les superamas, il existe donc d'immenses zones de vide (l'univers est « lacunaire »), des zones qui atteindraient, pour certaines, les centaines de millions d'années-lumière. Selon les astronomes, ces zones de vide représenteraient quelque 90 % du volume total de l'univers.

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