Comment sont nées les galaxies ?
Une des grandes énigmes de l'astrophysique concerne la formation des galaxies et, à plus grande échelle, la formation des grandes structures de notre Univers telles que les amas de galaxies.
De nos jours, les observations plaident en faveur du modèle dit hiérarchique: les grandes galaxies se seraient formées par fusion successive de plusieurs petites galaxies.
Mais une question reste en suspend. En effet, le modèle du Big-Bang prédit en effet que l'Univers à ses tout débuts serait parfaitement homogène. Cela signifie que sa densité serait partout la même en tout point de l'espace. Alors, si l'Univers était homogène, comment de telles structures ont-elles pu se former ? Comment la matière a-t-elle pu s'agglutiner s'il n'y avait pas la moindre variation de densité dans l'Univers primordiale ? Le fond diffus cosmologique nous présente d'infimes variations de densité alors que l'Univers était âgé d'à peine quelques centaines de milliers d'années. D'où viennent ces variations ?
Il semblerait que l'on puisse trouver la réponse dans la théorie de l'inflation (non, pas l'inflation des prix
). Cette théorie postule que dans un passé très reculé, quand l'Univers était âgé de 10^-35 seconde, l'espace a connu une période très brève d'expansion extrêmement rapide. En une fraction de seconde, les distances se seraient multipliées par un facteur 10^80. Mais quelle rapport avec la formation des galaxies ?
Prenez un verre rempli d'eau. A l'état liquide, la densité dans l'eau est à peu près identique en tout point. En revanche, baissez la température en dessous de 0°C. L'eau devient glace, et des inhomogénéités apparaissent dans le verre.
Un phénomène analogue se serait produit au tout début de l'Univers. Avant l'inflation, la température était de plusieurs milliards de milliards de degrés. Une fois l'inflation terminée, la température à considérablement baissée du fait de l'expansion fulgurante de l'Univers. C'est alors que des fluctuations de densités apparaissent dans l'Univers. Plus tard, ces infimes fluctuations s'agglutineront sous l'effet de la gravitation, pour donner plus tard naissance aux galaxies que l'on connaît.
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