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En accéléré, regardez naître les galaxies

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Sous nos yeux, se forment les galaxies, 20 millions d'années après le Big Bang. Elles grandissent, s'attirent, se rapprochent et fusionnent parfois. En d'autres endroits, elles restent groupées en amas, le long d'immenses filaments. Cette reconstitution, qui vient de la Nasa, retrace l'évolution d'un morceau de l'univers, jusqu'à la formation des grandes structures cosmiques que nous voyons aujourd'hui.

Cette animation, basée sur les modèles actuels d'évolution de l'univers, montre une région de 100 millions d'années-lumière de large et commence environ 20 millions d'années après le Big Bang. C'est le moment où se forment les grandes structures que nous connaissons, c'est-à-dire les galaxies, où naissent les étoiles avec leurs cortèges de planètes.

Avant cette phase, la matière, gazeuse et formée essentiellement d'atomes d'hydrogène (l'élément le plus simple), est répartie presque uniformément. C'est ce qu'indique le « fond diffus cosmologique », ce rayonnement très faible et très ancien se détectant dans le domaine des micro-ondes. Sa particularité, justement, est d'être remarquablement isotrope : il est pratiquement identique dans toutes les directions. Au moment de son émission, 380.000 ans après le Big Bang, l'univers était donc très homogène, dépourvu de grandes concentrations de matière. Seules de petites variations de température sont détectables dans ce « rayonnement fossile ». Les cosmologistes s'y intéressent énormément car ils pensent tenir là les traces des premiers grumeaux qui ont agrégé du gaz et engendré les grandes structures que nous connaissons aujourd'hui.

Danses et fusions de galaxies

Ce sont elles que l'on voit se former dans cette animation. La gravité est à l'œuvre, dans une sorte d'effet boule de neige. Là où la matière est un peu plus dense, la masse attire un peu plus qu'ailleurs le gaz alentour, lequel vient augmenter la concentration et accélère ce phénomène d'accrétion. Au début de ce « film », les premières galaxies se forment de cette manière. Ensuite, elles s'attirent les unes les autres et entament une danse géante. Certaines s'alignent en filaments tandis que d'autres fusionnent ou se regroupent en amas.

Ce genre de modèle rend bien compte des observations, notamment celles du rayonnement fossile et des grandes structures actuelles. En allant des plus petites aux plus grandes, citons les galaxies (comme notre Voie lactée), les amas de galaxies (la galaxie spirale la plus proche de la nôtre est Andromède, visible à l'œil nu dans un beau ciel), les amas d'amas et les grands filaments. Cette structuration s'explique très bien par les lois de la gravitation, et donc la relativité générale. Pour autant, bien des détails nous manquent dans la connaissance de cette longue histoire...

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