L’espace et l’univers sont-ils la même chose ? Sont-ils infinis ? Comment l’univers le serait-il puisqu’il est en expansion ? Est-il en expansion dans quelque chose ? A quelle vitesse ? Comment expliquer que l’univers soit courbe ? Est-il sphérique ?

L’espace et l’univers sont-ils la même chose ?

Non, l’Univers contient l’espace ET la matière.

Sont-ils infinis ?

On ne sait pas.

Comment l’univers le serait-il puisqu’il est en expansion ?

L’expansion de l’Univers est possible même s’il était infini.

Est-il en expansion dans quelque chose ?

Non.

A quelle vitesse ?

Cette vitesse se mesure en regardant comment les galaxies s’éloignent les unes des autres, et en particulier s’éloignent de la nôtre. Plus une galaxie est loin, plus elle s’éloigne vite. Il n’y a donc pas UNE vitesse d’expansion. On donne cependant la vitesse d’expansion d’un objet (étoile ou galaxie) situé à 1 Mégaparsec, qui est la "constante de Hubble" notée H, exprimée en kilomètres par seconde par Mégaparsec (H = 70 km/s/Mpcs environ selon les dernières évaluations).

Comment expliquer que l’univers soit courbe ?

Ca ne s’explique pas, c’est une constatation qui découle des observations des objets lointains de l’Univers (la courbure n’est visible que sur des très grandes distances). Aujourd’hui, on n’a toujours pas une mesure précise de cette courbure, ce qui fait qu’on ne sait pas si l’Univers ressemble à une sphère, un plan ou une selle de cheval (infinie) (attention, ce sont des analogies en dimension 2 de ce qui peut arriver en dimension 4, qui est la dimension de l’Univers : 3 dimensions d’espace et 1 dimension de temps)

Est-il sphérique ?

Question précédente : on ne sait pas encore.

Dans ce cas, il aurait un centre (le point où s’est produit le Big Bang) et une surface externe. Que deviendrait un objet qui, partant de cette dernière, tenterait de s’éloigner du centre ?

Remarque préalable : ne pas confondre une boule (volume) et une sphère (surface extérieure d’une boule)

Si l’Univers était sphérique (analogie en dimension 2), cette sphère aurait effectivement un centre. Mais ce centre n’appartient pas à la sphère ! Il n’existe donc pas en tant que point de l’Univers. Il est vrai que ce centre est "l’endroit" où aurait EU lieu le Big-Bang. Mais ensuite, l’Univers est comme une sphère qui gonfle (comme un ballon). Aucun objet ne pourrait "partir" de ce centre, puisqu’il n’est pas dans l’Univers.

Quelles références pouvez-vous proposer sur ces sujets ?

du plus facile au plus difficile (ouvrages de vulgarisation grand public ou public cultivé)

REEVES H., Patience dans l’azur (L’évolution cosmique), Science Ouverte, Seuil, 1981.

REEVES H., Dernières nouvelles du cosmos (Vers la premièere seconde), Science ouverte, Seuil, 1994.

REEVES H., Poussières d’étoiles, Science ouverte, Seuil, 1984.

TRINH XUAN THUAN, Le destin de l’univers (Le Big Bang et après), Découvertes n°151, Gallimard, 1992.

PECKER J.-C., REEVES H., DELSEMME A.-H., Pour comprendre l’univers., Champs, Flammarion, 1990.

WEINBERG S., Les trois premières minutes de l’univers, Points Sciences S20, Seuil, 1978.