What is the universe expanding into? - Sajan Saini

Traducteur: Floriane François Relecteur: eric vautier

The universe began its cosmic life in a big bang

L'univers a débuté sa vie cosmique lors d'un Big Bang,

nearly fourteen billion years ago,

il y a environ quatorze milliards d'années,

and has been expanding ever since.

et il n'a pas cessé de s'étendre depuis.

But what is it expanding into?

Mais vers quoi est-il en expansion ?

That's a complicated question.

C'est une question difficile.

Here's why:

Voilà pourquoi :

les équations d'Einstein sur la relativité générale

Einstein's equations of general relativity

describe space and time as a kind of inter-connected

décrivent l'espace et le temps comme un tissu inter-connecté de l'univers.

fabric for the universe.

This means that what we know of as space and time

Cela signifie que ce que nous connaissons de l'espace et du temps

n'existe qu'en tant que partie de l'univers et n'existe pas au-delà.

exist only as part of the universe and not beyond it.

Now, when everyday objects expand, they move out

Aujourd'hui, quand les objets habituels sont en expansion,

ils se déplacent dans un espace plus large.

into more space.

But if there is no such thing as space to expand into,

Mais s'il n'y a pas vraiment d'espace pour s'étendre,

what does expanding even mean?

que signifie être en expansion ?

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

En 1929, les observations astronomiques d'Edwin Hubble

gave us a definitive answer.

nous ont apporté une réponse définitive.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

Son étude du ciel a montré que toutes les galaxies lointaines

recede, or move away, from the Earth.

s'éloignaient de la Terre.

Moreover, the further the galaxy, the faster it recedes.

De plus, plus la galaxie est lointaine, plus elle s'éloigne rapidement.

How can we interpret this?

Comment pouvons-nous interpréter cela ?

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

Pensez à un pain au raisin qui gonfle dans le four.

The batter rises by the same amount in between each

La pâte gonfle dans les mêmes proportions entre chaque raisin.

and every raisin.

If we think of raisins as a stand-in for galaxies,

Si nous considérons les raisins comme des galaxies,

and batter as the space between them,

et la pâte comme l'espace qui les sépare,

we can imagine that the stretching or expansion

nous pouvons imaginer que l'expansion de l'espace intergalactique

of intergalactic space will make the galaxies recede from each other,

provoquera l'éloignement des galaxies les unes par rapport aux autres.

and for any galaxy, its faraway neighbors will recede a larger

Et pour n'importe quelle galaxie,

ses voisines lointaines vont plus s'éloigner

distance than the nearby ones

que celles qui sont plus proches, pour le même laps de temps.

in the same amount of time.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

L'équation de la relativité générale prédit une lutte acharnée cosmique

tug-of-war between gravity and expansion.

entre la gravité et l'expansion.

It's only in the dark void between galaxies where expansion wins out,

C'est dans le vide intersidéral entre les galaxies que l'expansion l'emporte,

and space stretches.

et l'espace s'étire.

So there's our answer.

Voilà notre réponse.

The universe is expanding unto itself.

L'Univers est en expansion à l'intérieur de lui-même.

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

Cela dit, les cosmologistes poussent les limites des modèles mathématiques

to speculate on what, if anything, exists beyond our spacetime.

pour s'interroger sur ce qui existe au-delà de notre Espace-temps.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

Ce ne sont pas des propositions folles,

mais des hypothèses qui traitent des failles

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

dans la théorie scientifique du Big Bang.

The Big Bang predicts matter to be distributed evenly across the universe,

Le Big Bang prédit une distribution uniforme de la matière à travers l'univers

as a sparse gas --but then, how did galaxies and stars come to be?

comme un gaz rare.

Mais alors, comment les galaxies et les étoiles existent-elles ?

The inflationary model describes a brief era

Le modèle inflationnaire décrit une ère

of incredibly rapid expansion

d'expansion incroyablement rapide

that relates quantum fluctuations in the energy of the early universe,

qui relie les fluctuations quantiques de l'énergie de l'univers primitif

to the formation of clumps of gas that eventually led to galaxies.

à la formation de nuages de gaz qui vont finir par créer des galaxies.

If we accept this paradigm, it may also imply our universe represents

Si l'on accepte ce modèle, cela impliquerait que notre Univers représente

one region in a greater cosmic reality that undergoes endless, eternal inflation.

une région dans une réalité cosmique plus large

soumise à une inflation éternelle.

We know nothing of this speculative inflating reality,

Nous ne savons rien de cette réalité inflationnaire spéculative,

save for the mathematical prediction that its endless expansion

gardée pour la prédiction mathématique qui dit que son expansion sans fin

may be driven by an unstable quantum energy state.

peut être causée par un état instable d'énergie quantique.

In many local regions, however, the energy may settle by random

Dans plusieurs régions, cependant, l'énergie peut trouver de façon aléatoire

chance into a stable state, stopping inflation and forming bubble universes.

un état stationnaire, arrêtant l'inflation et formant des « univers-bulles ».

Each bubble universe —ours being one of them

Chaque « univers-bulle », le nôtre en faisant partie,

—would be described by its own Big Bang and laws of physics.

pourrait être décrit par son propre Big Bang et ses lois de la physique.

Our universe would be part of a greater multiverse,

Notre Univers ferait partie d'un plus grand multivers,

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

dans lequel l'incroyable taux d'inflation éternelle rendrait impossible

for us to encounter a neighbor universe.

le fait de trouver un univers voisin.

The Big Bang also predicts that in the early, hot universe, our fundamental forces

Le Big Bang prédit aussi que dans l'univers primitif et chaud,

nos forces fondamentales peuvent s'unifier en une super-force.

may unify into one super-force.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

Les théories mathématiques des cordes décrivent cette unification,

in addition to a fundamental structure for sub-atomic quarks and electrons.

en plus d'une structure fondamentale des quarks et des électrons subatomiques.

In these proposed models, vibrating strings are the building blocks of the universe.

Dans ces modèles, des cordes vibrantes constituent la base de l'univers.

Competing models for strings have now been consolidated into a unified description,

Différents modèles des cordes ont aujourd'hui été unifiés,

and suggest these structures may interact with massive, higher dimensional surfaces called branes.

et suggèrent qu'elles peuvent interagir

avec des surfaces massives et de plus grandes dimensions appelées branes.

Our universe may be contained within one such brane,

Notre Univers peut être contenu dans une brane,

floating in an unknown higher dimensional place, playfully named “the bulk,” or hyperspace.

flottant dans un endroit inconnu de plus grande dimension,

malicieusement appelé hyperespace, ou « bulk » en anglais.

Other branes—containing other types of universes—may co-exist in hyperspace,

D'autres branes, contenant d'autres types d'univers,

peuvent coexister dans l'hyperespace,

and neighboring branes may even share certain fundamental forces like gravity.

et des branes voisines peuvent même partager certaines forces fondamentales

comme la gravité.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

L'inflation éternelle et les branes décrivent un multivers,

but while universes in eternal inflation are isolated, brane universes could bump into each other.

mais pendant que les univers en inflation éternelle sont isolés,

les univers branaires peuvent se rentrer dedans.

An echo of such a collision may appear in the cosmic microwave background

L'écho d'une telle collision peut apparaître

dans le fond diffus cosmologique :

—a soup of radiation throughout our universe, that’s a relic from an early Big Bang era.

des radiations traversant notre univers, comme une relique de l'ère du Big Bang.

So far, though, we’ve found no such cosmic echo.

Mais nous n'avons trouvé aucun écho cosmique similaire jusqu'à maintenant.

Some suspect these differing multiverse hypotheses may eventually coalesce into a common description,

Certains pensent que ces hypothèses de multivers divergents

peuvent s'unir en une description commune,

or be replaced by something else.

ou être remplacés par autre chose.

As it stands now, they’re speculative explorations of mathematical models.

Aujourd'hui, il existe des explorations spéculatives de modèles mathématiques.

While these models are inspired and guided by many scientific experiments,

Alors que ces modèles sont inspirés par beaucoup d'expériences scientifiques,

there are very few objective experiments to directly test them, yet.

il y a peu d'expériences objectives pour les tester directement.

Until the next Edwin Hubble comes along,

Jusqu'à ce que le prochain Edwin Hubble se présente,

scientists will likely be left to argue about the elegance of their competing models…

les scientifiques vont discuter l'élégance de leurs modèles en concurrence...

and continue to dream about what, if anything, lies beyond our universe.

et continuer à rêver de ce qu'il y a au-delà de notre Univers.