Les galaxies

     Depuis le Big Bang et à travers tout l'univers, les étoiles se regroupent sous la force de la gravitation pour former des galaxies. Ces galaxies comportent des milliards d'étoiles, celles-ci se touchent très rarement car même si elles s'attirent, il reste beaucoup d'espace entre elles. Les galaxies sont donc gigantesques.

     La Voie Lactée, notre galaxie, fait partie de ses monstres de l'univers. Elle est visible depuis la Terre sous la forme d'une longue traînée blanche et brillante. Notre galaxie comprend des milliards d'étoiles et son diamètre serait de 100 000 années- lumières. Elle n’est épaisse que de 3 000 année-lumière et ressemble donc à un disque aplati. Son centre est constitué d'un noyau brillant, le bulbe, d’environ 10 000 années-lumière de diamètre, d’où partent des bras spiralés. L'ensemble est entouré par un halo sphérique d'un diamètre de 300 000 années-lumière. Notre système solaire, qui gravite autour du noyau de la Voie Lactée, mettrait 250 millions d'années pour faire le tour de notre galaxie.

     L'univers comprend également de nombreuses galaxies naines de plusieurs millions d'étoiles. Une trentaine de petites galaxies tourneraient autour de notre galaxie. Les plus connues constituent les Nuages de Magellan.

     Il existe une grande variété de galaxie. La plupart sont soit en spirale comme notre Voie Lactée, soit elliptique. Les galaxies elliptiques seraient les plus anciennes galaxies. S'ajoutent également des galaxies de forme irrégulière plus rare. Les galaxies en forme de spirale contiennent encore beaucoup de gaz et de poussières interstellaires, des étoiles continuent donc à se former. Les étoiles tournent en orbite autour du centre de la galaxie, très dense et lumineux. Plus on s'éloigne du centre, plus il y a des espaces entre les étoiles. Les bras spiraux des galaxies sont probablement formés par des zones de densités qui rapprochent les étoiles.

     Certaines galaxies, les quasars, ont un noyau galactique actif qui produit une quantité incroyable de lumière. Bien que très éloignés, les quasars illuminent le ciel sur des milliards de km.

    La galaxie d'Andromède est la galaxie la plus proche de la nôtre mais elle est tout de même distante de 2,5 millions d'année-lumière. Observer la galaxie d'Andromède revient donc à regarder dans le passé il y a plus de deux millions d'années puisque la lumière provenant d'Andromède met 2,5 millions d'années pour parvenir jusqu'à nous ! Plus on observe une galaxie lointaine, plus on remonte dans le temps, jusqu'à plusieurs milliards d'années en arrière !

     L'univers étant en expansion, les galaxies s'éloignent les unes des autres mais, sous l'effet de la gravitation, il peut arriver cependant que des galaxies s'attirent puis entrent en collision. C'est le cas avec notre galaxie, la Voie Lactée qui attire inexorablement la galaxie naine du Grand Chien. Cette petite galaxie devrait alors être absorbée par la nôtre. Mais il y a une autre galaxie qui entrera en collision avec la Voie Lactée, la galaxie M31 plus connue sous le nom d’Andromède. Ce choc de titan ne se produira pas avant des milliards d'années et devrait former une nouvelle galaxie géante. Andromède a probablement déjà par le passé fusionné avec des galaxies plus petites car elle possède deux noyaux en son centre composés d'amas d'étoiles, le plus petit des deux serait le reliquat d'une petite galaxie absorbée par la géante Andromède.

     Le cœur de la Voie Lactée, comme probablement la plupart des autres galaxies, abrite une région dont on ne revient pas, un immense trou noir. Son champ gravitationnel est si intense que rien ne peut lui échapper, même pas la lumière. Parfois les trous noirs absorbent une étoile, provoquant une explosion violente appelée sursaut gamma.

     Moins de 1,5 % de la matière qui compose l'univers serait observable. On suppose l'existence d'une matière invisible, la matière noire. Il existerait également une énergie sombre qui provoquerait une expansion accélérée de l'Univers.

La gravitation

     La gravitation est omniprésente dans l'univers. La gravité est une force très puissante qui régit l'ordre dans l'univers. Tout objet ayant une masse ou de l'énergie génère une force gravitationnelle. Elle est partout et agit sur tout, elle permet de maintenir ensemble le système solaire et assure la cohésion de l'univers. Sans la gravité, il n'y aurait pas de vie sur Terre.

     La puissance de la gravité augmente avec la masse d’un objet, ainsi plus une planète est immense, plus sa force gravitationnelle est importante. Cela explique que des petits corps célestes, comme une comète, peuvent être attirés irrémédiablement par une planète et s’écraser sur celle-ci.

     Galilée décela le premier l'existence de la force gravitationnelle en constant que quel que soit son poids, un objet tombe à la même vitesse sur Terre. Newton, plus tard, détermina que pour échapper à la gravitation terrestre, un objet devait être propulsé à la vitesse de 28 000 km/h (vitesse de libération) pour être mis en orbite.

     Une vitesse élevée et des mouvements spécifiques permettent donc d'échapper provisoirement à la gravité, c'est l'état d'apesanteur ou gravité zéro.

     Einstein constata que les objets les plus massifs créent des champs gravitationnels tellement puissants qu'ils distordent l'univers, créant une courbure dans l'espace et le temps ! La gravité explique ainsi que certaines planètes ont une orbite instable.

     Le corps humain étant conçu pour vivre avec la gravité terrestre, il ne peut se passer longtemps de gravité ce qui pose des problèmes pour une future conquête spatiale. Il n'y a pas de gravité terrestre dans l'espace ce qui engendre des ennuis de santé pour les humains (perte de masse osseuse et musculaire) et à terme une mort certaine. L’utilisation de centrifugeuses permet de créer une gravité artificielle et pourrait donc résoudre cette difficulté.

     La gravitation s’oppose à l’expansion de l’univers. Plus des objets s’éloignent, moins la force de la gravitation s’exerce et plus la distance entre ces objets va s’accroître. Inversement, s’ils se rapprochent, ils s’attirent davantage jusqu’à entrer inévitablement en collision.  

L’univers et ses dangers

     On pense que l'univers a pris naissance il y a 13,6 milliards avec le Big Bang. C’est un espace infini en expansion qui comprend des milliards de corps célestes.

     On y trouve des galaxies et leurs milliards d’étoiles ainsi que des phénomènes célestes monstrueux comme les trous noirs. Les nébuleuses offrent un spectacle de toute beauté.

     Pour un voyeur spatial, l’univers recèle bien des dangers. Il croisera entre autres des astéroïdes et devra se méfier de la gravitation.

     Concevoir l’univers nécessite parfois de faire appel à l’imagination humaine comme pour les constellations, la matière noire et l’énergie sombre.

Les magnétars

     Les magnétars sont des étoiles à neutron qui possèdent le champ magnétique le plus puissant de l'univers. Il en existerait une douzaine dans notre galaxie. Ils sont extrêmement dense. Un magnétar naît de l'explosion d'une Supernova. Il émet de puissants rayons x et gamma.

     Le champ magnétique d'un magnetar fait subir des pressions extrêmes à sa croûte qui se déforme et produits des phénomènes sismiques appelé tremblement d'étoile. La croûte finit par craquer en embrassements géants et le champ magnétique se reconfigure. Ces embrassements projettent également des rayons gamma très dangereux. Croiser un magnétar signifierait donc la mort pour un humain.

Trou noir

     Un trou noir est l'endroit le plus dangereux de l'univers, une attraction fatale. La pression de la gravitation d'un trou noir est tellement extrême que rien ne peut lui échapper, même la lumière est avalée !