L'univers et nous vus à travers la fin de l'univers
Nous savons que l'univers est né du Big Bang, et nous commençons à comprendre, dans une certaine mesure, comment il a acquis sa forme actuelle.
Mais rares sont ceux qui ont imaginé que l'univers puisse un jour prendre fin.
Katie Mack, astrophysicienne qui s'engage activement auprès du public via les médias sociaux et des conférences, s'est lancée dans l'astrophysique après avoir entendu un professeur d'astronomie affirmer que l'univers pourrait disparaître à tout moment.
Il était fasciné par les théories de Stephen Hawking et les a étudiées en profondeur. Il a également visité les installations de recherche du CERN et rencontré de nombreux scientifiques étudiant l'univers afin d'échanger des points de vue et d'explorer ce à quoi pourrait ressembler la fin de notre univers.
Dans ce livre, il présente les cinq scénarios apocalyptiques les plus probables — le Big Crunch, la mort thermique, le Big Rip, l'effondrement du vide et le rebond — et explique en détail et avec esprit les concepts cosmologiques sur lesquels chaque scénario est basé.
S’appuyant sur les dernières recherches scientifiques, cet ouvrage traite de la fin de l’univers et nous informe non seulement sur notre présent, mais offre également une vision de l’avenir de la science.


Présentation de notre univers
Le voyage de l'Univers du Big Bang à nos jours
L'univers est vaste et magnifique.
Nous pouvons observer l'univers simplement en levant les yeux vers le ciel nocturne.
Cependant, toutes les étoiles qui emplissent le ciel nocturne appartiennent au passé.
La lumière se propage à des vitesses incroyablement rapides, mais elle met du temps à parcourir de très longues distances.
La lune brillante se situe 1,3 seconde dans le passé, et le soleil que nous voyons se situe 8,3 minutes dans le passé.
Ainsi, nous pouvons remonter le temps en observant des étoiles lointaines.
Alors, à quoi ressemblait l'univers à ses débuts, au moment du Big Bang ? Autrement dit, pouvions-nous observer le Big Bang ? La réponse est oui.
Les premiers à avoir observé le Big Bang furent Arno Penzias et Robert Wilson.
Lors de recherches menées à l'aide d'un radiotélescope des laboratoires Bell, ils ont entendu un faible bruit détecté par le télescope.
Pour tenter d'éliminer ce bruit, j'ai vérifié tous les câbles du télescope et j'ai même chassé les pigeons, mais le bruit persistait.
Et ils ont découvert que ce bruit provenait de l'espace, un vestige de l'époque qui a suivi le Big Bang, lorsque l'univers était encore chaud : le rayonnement de fond cosmique micro-ondes.

On imagine souvent le Big Bang comme une explosion, mais en réalité, le Big Bang n'était pas une explosion, mais plutôt une expansion rapide.
Il s'agit d'un événement qui s'est produit sur une période de temps très courte appelée temps de Planck.
L'univers, autrefois extrêmement dense et ardent, a traversé une période d'expansion rapide appelée inflation, puis est entré dans l'ère des quarks, régie par des lois plus proches de celles de la physique telle que nous la connaissons aujourd'hui.
Par la suite, des protons et des neutrons ont été créés, et des éléments ont été créés par un processus appelé nucléosynthèse primordiale.
Au fil du temps et de l'expansion continue de l'univers, tous les rayonnements et la matière se sont éloignés les uns des autres, créant ainsi de l'espace.
Les infimes différences de densité dans cet espace ont provoqué l'agglomération de la matière, créant ainsi les galaxies, les étoiles, les planètes et nous-mêmes, tels que nous les connaissons aujourd'hui.
De même que l'univers a eu un commencement, il aura un jour une fin.
À quoi ressemblera la fin de l'univers ?

Cinq scénarios pour la fin de l'univers
L'univers se rétrécit à nouveau ? : Le Big Crunch
L'univers est en expansion continue.
Cela aussi, une expansion accélérée.
Que se passerait-il si l'univers cessait son expansion et se contractait à nouveau ? Si la gravité ralentissait l'expansion de l'univers et ramenait tout sur son passage, comment le saurions-nous ? Si l'univers était voué à un Big Crunch, nous observerions un ralentissement rapide, puis brutal, de son expansion.
Et nos galaxies voisines sembleront se rapprocher lentement de nous, et il se pourrait même que notre galaxie et notre galaxie voisine entrent en collision.
À mesure que les galaxies se rapprochent et entrent en collision plus fréquemment, l'univers sombrera dans le chaos, et les interactions gravitationnelles des trous noirs supermassifs deviendront plus intenses, libérant d'énormes quantités d'énergie.
Et l'univers s'effondrera sur lui-même dans un Big Crunch.


Entropie, vivre éternellement : mort thermique
Si l'univers continue de s'étendre, que va-t-il lui arriver ? Pour comprendre la fin d'un univers en expansion continue, il nous faut comprendre l'entropie.
L'entropie peut généralement être expliquée dans le contexte du désordre, et comme l'entropie augmente avec le temps, on peut dire qu'elle devient désordonnée.
Autrement dit, à mesure que l'univers continue de s'étendre et qu'il y a davantage d'espace vide, l'énergie se dissipe progressivement.
Si l'énergie était dissipée, rien ne pourrait se produire dans l'univers.
Toutes les substances ne peuvent pas se rassembler et sont dispersées.
Et l'univers connaîtra une fin très paisible.


Un univers déchiré : La Grande Déchirure
Le fait que l'univers soit en expansion à un rythme accéléré a amené les scientifiques à soupçonner qu'il existe autre chose dans l'univers dont nous ignorons l'existence.
Qu’est-ce que la matière noire et l’énergie noire exactement ?
On ne l'appelle pas ténèbres parce qu'elle est sombre, mais parce qu'elle refuse d'interagir avec la lumière.
Parce que nous percevons l'univers à travers la lumière, la matière noire et l'énergie noire, qui résistent à l'interaction avec la lumière, sont des sujets d'étude extrêmement difficiles pour les scientifiques.
La nature de l'énergie sombre jouera un rôle crucial dans la fin de l'univers.

Le Big Rip peut être comparé au dénouement d'un nœud, en commençant par les nœuds les plus grands et les plus complexes de l'univers : les amas de galaxies.
Les galaxies de l'amas s'éloignent les unes des autres et se dispersent rapidement.
Après cela, les étoiles et les planètes quittent également leurs orbites et disparaissent peu à peu dans l'obscurité profonde, et l'univers retrouve son calme.
Mais plus tard, les structures de l'univers subissent la pression de l'expansion et explosent lorsqu'elles ne peuvent plus y résister.
Non seulement cela, mais toute la matière qui compose l'univers sera brisée, et finalement les molécules se briseront en atomes, et les atomes se briseront en noyaux, et le réseau même qui constitue l'espace sera déchiré, et l'univers prendra fin.

La fin de l'univers plus vite que la lumière : l'effondrement du vide
L'apocalypse provoquée par l'effondrement du vide est littéralement l'effondrement de l'état de vide.
Le champ de Higgs, qui confère une masse aux particules, détermine des constantes fondamentales de la nature, telles que la charge des électrons et le nombre de particules. L'état dans lequel le champ de Higgs existe est appelé vide de Higgs ou état de vide.
L'effondrement du vide est un scénario où la valeur actuelle du champ de Higgs ne correspond pas à un véritable vide, mais à un faux vide, et si la barrière du champ de Higgs devait s'effondrer en raison d'un effet tunnel quantique ou de fluctuations quantiques, tout serait détruit rapidement, proprement et sans douleur.
Une fois que le véritable vide s'installe, quel que soit l'événement déclencheur, rien ne peut l'arrêter.
Comme l'effondrement du vide se produit plus vite que la vitesse de la lumière, nous aurons disparu avant même de comprendre ce qui s'est passé, et l'univers nous dira adieu.


Répétez encore et encore : Rebondissez
Les premières ondes gravitationnelles ont été détectées le 14 septembre 2015 à 9 h 50 min 45 s UTC.
La raison pour laquelle la détection des ondes gravitationnelles a pris autant de temps est que la gravité est très faible.
Les scientifiques ont donc pensé que la gravité pouvait paraître plus faible qu'elle ne l'est réellement.
Autrement dit, les scientifiques ont avancé que la gravité est étrangement faible car elle se propage dans une autre dimension, plus vaste que notre univers.
S'il existe une dimension plus grande qui contient notre univers, alors d'autres univers existent probablement aussi.
Ces univers vont s'éloigner l'un de l'autre, entrer en collision et rebondir les uns sur les autres, détruisant tout et précipitant la fin de notre univers, déclenchant un nouveau Big Bang.