Univers en expansion et le nombre d’étoiles
Univers en expansion : On estime que notre galaxie, la Voie lactée, contient entre 100 et 400 milliards d’étoiles. Cette large fourchette s’explique par la difficulté à détecter les étoiles les moins lumineuses et les plus éloignées. La plupart des estimations récentes situent le nombre d’étoiles autour de 200 à 400 milliards, mais il n’existe pas de chiffre exact en raison de ces incertitudes d’observation.
La composition en types d’étoiles influence fortement nos estimations du nombre total d’étoiles dans la Voie lactée, car la majorité des étoiles sont des naines rouges, des objets très peu lumineux et donc difficiles à détecter, surtout à grande distance. Par exemple, environ 73 % des étoiles de la galaxie sont des naines rouges, 13 % des naines oranges et seulement 6 % des naines jaunes comme le Soleil. Les étoiles massives et brillantes, bien que plus faciles à observer, sont beaucoup plus rares.
Cette prédominance d’étoiles peu lumineuses fait que les méthodes d’estimation doivent souvent extrapoler à partir des populations observées localement, ce qui introduit une incertitude importante. Plus il y a d’étoiles de faible masse et de faible luminosité, plus le nombre total d’étoiles est élevé, mais il est aussi plus difficile à mesurer précisément. En résumé, la forte proportion d’étoiles discrètes et peu lumineuses explique pourquoi les estimations du total varient autant et restent incertaines.
L’Univers en expansion
Dans l’univers des galaxies, la situation est compliquée parce que les galaxies s’éloignent de notre galaxie à des vitesses qui augmentent avec la distance. Le taux d’augmentation est estimé à environ 15 miles par seconde par million d’années-lumière, mais on pense qu’il augmente progressivement à des distances supérieures à environ 1 000 millions d’années-lumière. 3C-295, l’une des galaxies les plus lointaines jamais photographiées, semble avoir une vitesse de récession de 76 000 miles par seconde, soit environ deux cinquièmes de la vitesse de la lumière. Il est donc peu probable que sa distance dépasse 5 000 millions d’années-lumière, bien que cette estimation soit à peine plus qu’une supposition.
Si la valeur de 76 000 miles par seconde paraît absurde, il faut réaliser qu’elle se réfère à la vitesse d’une galaxie, et non à celle d’un objet relativement minuscule comme une étoile. Une galaxie comparable en taille à la nôtre, se déplaçant à cette vitesse, mettrait encore environ 250 000 ans pour parcourir une distance égale à son propre diamètre. De plus, un observateur situé sur 3C-295 se considérerait comme immobile tandis que notre galaxie s’éloignerait de lui à une vitesse de 76 000 miles par seconde.
*
En d’autres termes, peu importe dans quelle galaxie nous nous trouverions, nous considérerions cette galaxie comme étant au centre d’un système en expansion de galaxies. Notre modèle du pain aux raisins s’effondre désormais complètement, car le pain a un raisin au centre ou à proximité. L’univers des galaxies, en revanche, n’a pas de centre absolu. Il y a autant de centres qu’il y a de galaxies.
Nous ne devons pas penser que les astronomes mesurent directement les vitesses de récession des galaxies. Tout ce qu’ils peuvent mesurer sont les décalages vers le rouge relatifs de certaines raies dans les spectres des galaxies. Ils interprètent ensuite ces décalages selon la théorie ondulatoire de la lumière. Finalement, en concluent que ces décalages revèlent des effets Doppler dus aux vitesses de récession des sources observées. C’est-à-dire des galaxies elles-mêmes. Cette interprétation particulière est sans doute la meilleure à ce jour. Pourtant elle n’est en aucun cas la seule possible.
