|
|
|
La structure de l'Univers
L'Univers est-il homogène ? (I) En observant le ciel profond à l’oculaire d’un puissant télescope, on constate que la plupart des galaxies se rassemblent pour former des couples, des quartets et autres quintets. Certaines se rassemblent dans de gigantesques amas pouvant contenir plusieurs dizaines de milliers d’individus maintenus par la gravité. En 1761, à l'époque de la compilation du catalogue de Messier, Lambert fut le premier à considérer que les "nébuleuses" de Herschel formaient des structures hiérarchisées. Un siècle plus tard John Dreyer, directeur de l'observatoire irlandais d'Armagh publia son fameux catalogue NGC, complétant celui de Messier de plusieurs milliers de nébuleuses, d'amas stellaires et de galaxies. Grâce à ce recensement méticuleux, en 1908 l'astronome suédois Carl Charlier posa l'hypothèse que ces "nébuleuses" - les galaxies - se situaient bien au-delà de notre Voie Lactée. Il soupçonnait également que ces galaxies se groupaient en couple, amas, amas d'amas et ce jusqu'à l'infini[1] Grâce
aux photographies très détaillées réalisées avec la chambre de
Schmidt de 1.20 m du mont Palomar - qui constitueront le National
Geographic-Palomar Observatory Sky Survey (POSS), aujourd'hui accessible en ligne
via le Centre de Données de Strasbourg (SIMBAD)
- on découvrit dans les années 1950 que le ciel était parsemé de millions de galaxies. En analysant méticuleusement
les milliers de plaques photographiques, dans certaines régions du ciel
telle Coma Berenices, Persée ou les Poissons, sur quelques degrés carrés
on pouvait décompter jusqu’à 50000 galaxies !
Lorsque en 1953 Gérard de Vaucouleurs sonda l'espace sur des distances de l'ordre de 10 à 50 millions d'années-lumière, il nota que les galaxies se rassemblaient dans des amas, confirmant les observations d’Abell. Chaque amas regroupait entre une dizaine et quelques milliers de galaxies. Le ciel en était immaculé. A plus grande échelle, les amas s'agglutinaient sous forme de gigantesques entités qui englobaient chacune une dizaine d'amas. Gérard de Vaucouleurs dénomma ces structures des "superamas". Plus tard, il découvrit que ces formations s'étendaient sur plus de 260 millions d'années-lumière et pouvaient contenir jusqu'à un milliard de galaxies. L'intuition de Lambert et Charlier semblait confirmée, mais les astronomes étaient réticents à admettre que l'Univers ait put être hétérogène. Encouragés par les travaux de G.de Vaucouleurs, les astronomes portèrent leurs regards à une plus grande échelle. En 1976, Marc Davis alors à l’Université d’Harvard entreprit une analyse systématique du décalage spectral des galaxies situées dans un rayon de 100 millions d'années-lumière. Equipé d’une "z-machine" qui sera perfectionnée au fil des ans, en une dizaine d’années les astrophysiciens finirent par avoir une surprenante révélation.
Lorsqu'en 1985 Margaret Geller et son équipe du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian pointèrent une partie de ces galaxies sur une carte tridimensionnelle, l'oeil intégra de suite la succession des points pour imaginer une sorte de structure tentaculaire de tendance "impressionniste". Que découvre-t-on ? Dans un rayon de 300 millions d'années-lumière, les superamas occupent des régions limitées de l’espace, laissant autour d'eux d'énormes champs vides exempts de toute matière. Les galaxies occupent en général 5% du volume échantillonné. A l'échelle du milliard d'années-lumière, la distribution des galaxies devient gaussienne, aléatoire, mais reste perturbée par des structures aplaties ou filiformes. Si on analyse certains détails de cette carte, on découvre que les amas s’alignent sur plus de 300 millions d’années-lumière, tels de fines chaînes que l'on aurait lancé dans l'espace; autour de noeuds épaissit par d'innombrables galaxies, des amas s'enchaînent et ondulent vers d'autres régions denses. Une structure de plus de 117° d'étendue et de 6° d'épaisseur appelée le "Grand Mur" englobe au moins 15000 galaxies. Elle s'étend à travers l'amas de Coma sur 500 millions d'années-lumière sur une largeur de 200 millions d'années-lumière ! Pour les astronomes du Centre Harvard-Smithsonian ces galaxies sont réparties à la surface d'une immense "bulle" de 100 millions d'années-lumière de diamètre. D'autres filaments s'enchaînent sur plus d'un milliard d'années-lumière, des constellations de Persée jusque Pégase. C'est la structure la plus vaste jamais découverte[2].
Après avoir traité sur ordinateur les positions de deux millions de galaxies (10% du ciel) réparties en profondeur sur 2 milliards d'années-lumière, les astronomes de l’Université d'Oxford ont remarqué que le nombre d'amas était bien plus élevé que ne le prédisait le modèle de la matière sombre et froide que nous verrons dans un instant. Les clichés de Seldner[3] et Peebles révèlent que les galaxies ont tendance à s'agglomérer pour former une sorte de tapisserie sidérale à très fines mailles le long desquelles elles se regroupent. En fait, on retrouve les superamas de G.de Vaucouleurs; l'univers prend une consistance grumeleuse.
Documents LANL Le satellite infrarouge IRAS a observé que les vides étaient beaucoup plus fréquents qu'on ne le pensait. En 1981, l'astronome Robert Kirshner de l’Université du Michigan découvrit "le trou du Bouvier", une zone sphérique d'environ 50 Mpc exempte de galaxies spirales et elliptiques. Cette zone remarquait Kirshner "est une région typique de l'Univers. [Elle ne représente pas] sa structure à grande échelle". Le volume occupé par cette région et bien d'autres représente 1% de l'Univers accessible et correspond à celui d'un superamas de 200 millions d'années-lumière. Depuis cette observation, il est à présent évident que les 100 milliards de galaxies que l'on estime visibles entourent des régions virtuellement vides[4] Prochain chapitre Les structures cosmiques, la percolation et l'univers fractal
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
