Personne ne sera là pour le voir. Mais avant de rendre son dernier souffle, notre Univers pourrait bien se fendre d’un ultime spectacle : un feu d’artifice de supernovae pas comme les autres. Le résultat de l’explosion de restes d’étoiles.

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« The end of everything (astrophysically speaking) », comprenez, « La fin de tout (astrophysiquement parlant) ». C'est le titre de l'ouvrage publié par la cosmologiste Katie Mack. Dans les librairies depuis quelques jours. En parfaite résonancerésonance avec une étude menée par un chercheur de l’université de l’État de l’Illinois (États-Unis), Matt Caplan. Ce dernier annonce en effet aujourd'hui que notre UniversUnivers s'éteindra dans un feufeu d'artifice. Plutôt discret, mais un feu d’artifice quand même.

Depuis longtemps, les astronomesastronomes se posent naturellement la question de la fin de notre Univers. Les lois de la physiquephysique telles que nous les connaissons semblent suggérer que d'ici environ 10100 ans, l'Univers arrêtera de former des étoilesétoiles. Les galaxiesgalaxies deviendront sombres. Même les trous noirstrous noirs finiront par s'évaporer. Ne resteront alors plus que quelques particules subatomiques et de l'énergieénergie. Puis l'expansion portera la température de l'Univers aux environs du zéro absoluzéro absolu. Ce que les astrophysiciensastrophysiciens appellent la mort thermique de notre monde.

Le saviez-vous ?

Après avoir épuisé leur combustible, les étoiles de faible masse – moins d’une dizaine de fois celle de notre Soleil – n’explosent pas en supernovae. Elles perdent lentement leurs couches extérieures. Ne reste alors plus qu’un noyau de la taille de notre Terre, mais qui contient autant de masse que notre Soleil. Les astronomes le qualifient de « naine blanche ». Et la théorie imagine qu’une fois suffisamment refroidies – dans quelque chose comme mille milliards d’années –, ces naines blanches peuvent se changer en naines noires, des corps qui n’émettent plus ni lumière visible ni chaleur.

Matt Caplan s'est intéressé au devenir, dans cet Univers éteint et froid, de corps un peu particuliers - et toujours hypothétiques -, les naines noires. « Des casseroles que l'on a retirées du feu », comme il les décrit. Des étoiles en toute fin de vie, tellement froides qu'elles ne brillent plus.

Cette vue d’artiste représente une naine brune, mais elle pourrait se rapprocher de ce à quoi ressembleraient les naines noires. © Nasa, JPL-Caltech
Cette vue d’artiste représente une naine brune, mais elle pourrait se rapprocher de ce à quoi ressembleraient les naines noires. © Nasa, JPL-Caltech

Des explosions de naines noires

L'hypothèse de Matt Caplan, c'est que sur de longues périodes, la mécanique quantique autorise les particules à traverser des barrières énergétiques. Ainsi, des réactions de fusion nucléaire peuvent se produire, même dans ces naines noires. Bien qu'à des taux extrêmement faibles uniquement. Lorsque le siliciumsilicium et le nickelnickel fusionnent pour former du ferfer, ils produisent aussi des positronspositrons - l'antiparticuleantiparticule de l'électronélectron. Peu à peu ces positrons neutralisent les électrons qui se trouvent au centre de la naine noire, affaiblissant la pression de dégénérescencepression de dégénérescence de l'étoile morte. Le tout menant finalement, pour des étoiles dont la massemasse est comprise entre 1,2 et 1,4 fois la masse de notre SoleilSoleil, à un effondrementeffondrement gravitationnel se terminant par une explosion semblable à celle d’une supernova.

Selon Matt Caplan, ces explosions de naines noires commenceraient d'ici 101100 ans. Un futur tellement lointain qu'il dépasse largement notre entendement. Et encore un peu plus lorsque l'on sait que selon le chercheur, elles devraient se poursuivre jusqu'à dans 1032000 ans !

D'ici là, le feu d'artifice devrait faire... pschitt... Car l'Univers observable sera devenu tellement vaste que les explosions ne seront même pas visibles d'une naine noire à l'autre. D'autant qu'elles ne devraient pas concerner plus d'un pour cent des étoiles qui existent aujourd'hui. Mais qu'à cela ne tienne, Matt Caplan annonce déjà sa volonté de simuler de telles explosions de supernovae de naines noires.

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Avant de conclure, notons tout de même que sa vision de l'avenir de notre Univers demeure des plus hypothétiques. Car certaines théories de la physique veulent que le protonproton finisse par se désintégrer, provoquant la dissolution des naines noires bien avant leur supposée explosion. Quant à d'autres modèles, ils prévoient que notre Univers s'effondrera sur lui-même, empêchant là aussi, le feu d'artifice des naines noires.