HORS DE L’ESPACE, DANS LE TEMPS

Pour examiner le comportement de l’univers dans le passé, les astronomes regardent des objets extrêmement éloignés, comme des supernovae dans des galaxies situées à des milliards d’années-lumière. Mais comment cela fonctionne-t-il ? Comment les astronomes peuvent-ils regarder dans l’espace et voir l’univers dans le passé ?

La réponse réside dans la vitesse de la lumière. Les ondes lumineuses se déplacent très rapidement, environ 300 000 km/s (186 000 milles à la seconde). La lumière se déplace si vite qu’au fil de votre vie quotidienne, elle semble se déplacer instantanément d’un endroit à l’autre. Par exemple, il suffit de quelques milliardièmes de seconde pour que la lumière traverse votre chambre lorsque vous allumez une lampe.

Dans l’espace, cependant, les distances sont si immenses que le temps que prend la lumière pour voyager est perceptible.

TENIR LA DISTANCE
La Lune est le plus proche compagnon de la Terre, à environ 390 000 km (239 000 milles) de distance. Il faut environ 1,3 seconde à la lumière pour parcourir cette distance.

Le Soleil se trouve à 150 millions de km (93 millions de milles) de distance, assez loin pour que la lumière qu’il émet ait besoin d’environ 500 secondes pour se rendre sur Terre. Nous appelons la distance que la lumière prend pour voyager en une seconde une seconde une seconde-lumière, la distance qu’il faut pour voyager en une minute une minute une minute-lumière, et ainsi de suite. Le Soleil est donc à environ huit minutes-lumière de la Terre. La lumière qui brille sur vous en ce moment a d’abord quitté le Soleil huit minutes plus tôt.

Dans notre galaxie de la Voie lactée, les distances sont mesurées en fonction du nombre d’années qu’il faut à la lumière pour voyager. L’étoile la plus proche est à plus de quatre années-lumière. Ainsi, lorsque nous regardons l’étoile la plus proche, nous ne la voyons pas telle qu’elle est aujourd’hui, mais telle qu’elle était il y a quatre ans. Nous voyons la lumière qui a quitté cette étoile il y a quatre ans et qui est en train de nous atteindre.

Le diamètre de notre galaxie est de 100 000 années-lumière. Ainsi, lorsque nous regardons des étoiles encore plus lointaines, nous les voyons telles qu’elles étaient il y a des milliers à des dizaines de milliers d’années, en fonction de leur éloignement et donc de la distance que leur lumière a dû parcourir.

UNE GALAXIE TRÈS, TRÈS LOINTAINE
Andromède et Vierge
La lumière que nous voyons aujourd’hui sur Terre depuis la galaxie d’Andromède (en haut) a commencé à voyager vers nous il y a 2,5 millions d’années. La lumière que nous voyons briller de l’amas de la Vierge est encore plus ancienne – 60 millions d’années.
Les galaxies sont encore plus loin dans l’espace et dans le temps. Notre grande galaxie voisine la plus proche, Andromède, est à environ deux millions et demi d’années-lumière. L’amas de galaxies de la Vierge est la plus grande collection de galaxies à proximité, à environ 60 millions d’années-lumière de la Voie lactée. La lumière que nous voyons aujourd’hui des galaxies de l’amas de la Vierge a commencé son chemin vers nous au moment où l’âge des dinosaures se terminait sur Terre. Si vous étiez dans une galaxie de l’amas de la Vierge aujourd’hui, et que vous aviez un télescope assez puissant pour étudier la Terre, vous seriez en mesure de voir les reptiles préhistoriques.

Les galaxies très lointaines sont à des milliards d’années-lumière. À cette distance, leur lumière raconte comment était l’univers il y a des milliards d’années. Comme l’âge de l’univers est d’environ 14 milliards d’années, ces observations distantes permettent aux astronomes de mesurer les changements au cours de la vie de l’univers. Ainsi, lorsque les astronomes regardent dans l’espace, ils regardent aussi dans le passé.

Ce fait était vital pour les équipes qui étudiaient l’expansion de l’espace, car leur but était de comparer la vitesse de l’expansion de l’univers dans le passé à celle de l’univers aujourd’hui. En étudiant des supernovae extrêmement éloignées dans des galaxies lointaines, ils ont pu juger de la vitesse de l’expansion de l’univers dans le premier univers.