univers

[Arsinor]

Bonjour, voici une question sans doute banale... je ne comprends pas comment l'univers peut avoir des limites. Comment est-il possible qu'il n'y ait rien au-delà des limites ? Et si on trouve un petit peu de matière au-delà, faut-il l'inclure dans l'univers ?
Pour présenter la chose bêtement - je ne suis pas capable de faire autrement ! - imaginons que nous dressions la carte de l'univers dans ses dimensions, qu'il mesure m, et qu'à 2m de la galaxie la plus excentrée il y ait 1 poussière.
j'imagine que le nombre d'erreurs que suppose ma façon de présenter les choses est astronomique
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[La Limule]

Une sphère a une surface qui n'est pas infinie et est donc limitée.
Et la question de ce qu'il y a au delà des limites a angoissé certains marins d'autrefois. Dans quoi les bateaux pourraient ils tomber au bout de l'océan?
Ca ne pose plus problème qu'à certains complotistes de la terre plate.

[albanxiii]

Bonjour,

imaginons que nous dressions la carte de l'univers

Quel mode opératoire proposez-vous pour faire cela ?

[titijoy3]

ça fait partie des questions auxquelles on ne peut répondre,

on est limités par nos capacités sensorielles qui nous permettent de percevoir certaines choses et par les limites de l'univers observable au delà desquelles il nous est rigoureusement impossible de détecter quoi que ce soit,

et même dans l'univers observable, si on prend l'exemple de la matière noire, on ne peut la détecter que par des calculs

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

Bonjour,

je ne comprends pas comment l'univers peut avoir des limites. Comment est-il possible qu'il n'y ait rien au-delà des limites ? Et si on trouve un petit peu de matière au-delà, faut-il l'inclure dans l'univers ?[

Ça revient au paradoxe d'Archytas de Tarente, pythagoricien du Ve siècle avt JC :
"Si je suis à l'extrémité du ciel des étoiles fixes, puis-je allonger la main ou un bâton ? Il est absurde de penser que je ne le peux pas et, si je le peux, ce qui se trouve au-delà est soit un corps, soit l'espace. Nous pouvons donc aller au-delà de cela encore, et ainsi de suite."

Cette représentation suppose une modélisation simple de la géométrie de l'espace comme celle (reprise par La Limule en #2) supposant une Terre plate. À ce moment si la Terre est finie il doit y avoir un bord, une limite. Si elle est infinie, le problème du bord disparaît ! Mais il disparaît aussi si on change de géométrie, avec une Terre "ronde". Elle devient finie mais sans bord. Se déplacer à sa surface en "ligne droite" ramène au point de départ. On reste en deux dimensions en parlant de surface. Mais passer en trois dimensions ne pose mathématiquement pas plus de difficultés. On peut alors imaginer un univers fini mais sans bord. Il y a une multitude de possibilités pour la géométrie de l'univers traitée par la topologie des espaces, qui explore les topologies euclidiennes (courbure nulle) et non euclidiennes (courbure positive ou négative) qui permettent d'envisager des univers finis ou infinis mais tous sans bord. Il y a même des raffinements supplémentaires avec des topologies multi-connexes qui multiplient le champ des possibles.

Jean-Pierre Luminet a écrit de nombreux articles sur le sujet (faire une recherche sur le net) et publié un ouvrage il y a quelques années (l'Univers chiffonné) qui donne une bonne idée de ce qu'est la topologie des espaces. Il avait même proposé une hypothèse que notre univers soit plus petit qu'il semble l'être en s'appuyant sur un espace dodécaédrique de Poincaré fini à courbure positive et multi-connexe !! Dans cet univers, nous pourrions observer des images multiples d'une même galaxie dans des directions différentes car sa lumière pourrait suivre des chemins différents imposés par la topologie. Cette galaxie serait d'ailleurs vue de multiples fois à des époques différentes car la longueur des trajets suivis par la lumière serait différente. Ceci se répétant pour tous les objets de l'univers, nous serions ainsi dans un univers "illusion" qui paraitrait beaucoup plus grand qu'il ne l'est en réalité. Le plus fort c'est que cette hypothèse était testable à partir du fond diffus cosmologique. Mais cela n'a pas été vérifié.
Ceci dit, la question reste posée et il faut sûrement oublier la vision simpliste de l'univers euclidien (de courbure nulle) qu'on doit imaginer infini pour échapper au problème du bord (il y a des topologies euclidiennes finies sans bord).