Les plus GRANDES structures de l'Univers

[MILLENIUM Les images que vous voyez  ici, ce sont celles d’une des plus  

grandes simulations d’Univers virtuel  jamais réalisée, la simulation Millenium. 

Les tâches de couleur représentent la  

concentration de la matière aux  différents endroits de l’Univers. 

Et comme vous pouvez le constater, cette matière  semble former des structures bien particulières. 

On observe comme une toile cosmique, constituée  de filaments dont la taille peut atteindre des  

centaines de millions d’années lumières. Aux intersections de ces filaments,  

des zones où se concentre la matière, et dans  lesquelles on trouve des grappes de galaxies.

Eh oui nous observons ici l’Univers  à une échelle absolument gigantesque.  

Chaque minuscule point lumineux que vous  voyez ici, ça n’est pas une étoile, non,  

il s’agit d’une galaxie tout entière,  une galaxie comme nôtre Voie lactée.]

Evidemment, ceci n’est qu’une simulation,  

mais on a de très bonnes raisons  de penser que ce que vous avez vu  

là est représentatif de la structure de notre  Univers dans son ensemble. Alors aujourd’hui,  

voyons comment il est possible de connaitre et  de simuler l’Univers à ces échelles gigantesques.

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Commençons par un peu d’historique.  Pendant très longtemps, on a pensé  

que l’Univers se limitait à ce qu’on  voyait au-dessus de nos têtes la nuit:  

des étoiles un peu partout, et notamment  regroupées au sein cette grande traînée  

pâle dans le ciel nocturne qu’on appelle  la Voie lactée. Et puis rien de plus.

Jusqu’au début du XXième siècle, on ne parlait  pas de galaxie, le concept n’existait pas. Il  

a fallu en effet attendre les années  1920 pour que l’astronome Edwin Hubble  

mesure la distance qui nous sépare de qu’on  appelait à l’époque la nébuleuse d’Andromède.

[ANDROMEDE Et que l’on réalise alors que  celle-ci se trouvait beaucoup beaucoup plus  

loin que tout ce qu’on avait pu imaginer.  Que cette nébuleuse était une sorte de  

voie lactée n°2, mais située à plus de  2 millions d’années-lumières de nous.]

Et c’est ainsi qu’on a peu à peu commencé à  réaliser que l’Univers tout entier était rempli de  

ces paquets d’étoiles qu’on a appelé les galaxies.  Aujourd’hui évidemment, avec les instruments  

modernes d’observations, des galaxies on en voit  partout et on en connait un très grand nombre.

[HUBBLE Avec des clichés comme celui-ci,  pris par le télescope spatial Hubble,  

on peut estimer qu’il existerait des centaines de  milliards de galaxies dans l’Univers observable.]

Donc vu depuis la Terre il semble qu’il  y ait des galaxies un peu partout dans  

le ciel. Mais est-ce vraiment le  cas ? Comment sont-elles réparties  

dans l’Univers globalement, si on pouvait  prendre du recul et les observer toutes ?

Est-ce qu’il y a des coins à galaxies,  

qui en contiennent plus que d’autres  ? Comme il y a des coins à champignons  

dans les forêts. Ou au contraire est-ce qu’elles  sont réparties de façon relativement homogène ?

Une hypothèse naturelle ce serait de penser  qu’elles sont distribuées de façon aléatoire.

[ALEATOIRE Par exemple si ce disque représente  une portion de l’Univers visible, et que je tire  

des points au hasard dedans pour représenter  les galaxies, j’obtiens un truc de ce genre.

Il y en a un peu partout. Évidemment par  coïncidence on a quelques endroits qui  

en contiennent un peu plus. Mais dans l’ensemble  c’est assez homogène. Et ce serait plutôt naturel  

de penser qu’à grande échelle, la répartition des  galaxies dans l’Univers ressemble un peu à ça.]

Sauf que depuis quelques dizaines d’années  maintenant, on sait qu’il n’en est rien.  

Les galaxies sont en réalité réparties  d’une façon bien spécifique dans l’espace.

Pour s’en convaincre, il faut être capable  de mesurer et de représenter la position des  

galaxies dans un volume suffisant.  Et il faut vraiment le faire en 3D,  

on ne peut pas juste regarder les  galaxies dans le ciel et en faire  

une simple carte. Il faut qu’on ait une idée de  la distance à laquelle elle se situent de nous.

Et connaître cette distance, c’est un  peu plus compliqué que juste faire une  

photo. Mais il y a une solution.  On sait que les galaxies les plus  

lointaines s’éloignent le plus vite,  à cause de l’expansion de l’Univers,  

et cela se traduit dans leur couleur. Les  galaxies lointaines paraitront plus rouges.

Donc en mesurant avec suffisamment  de précision leur spectre lumineux,  

on peut estimer leur vitesse d’éloignement, et  donc leur distance à nous. C’est ce qu’on appelle  

la méthode du décalage vers le rouge. Et c’est ce  qui permet de reconstituer leur position en 3D.

Pour mieux comprendre la répartition  des galaxies dans l’Univers, il nous  

faut donc appliquer cette méthode sur  un volume suffisant de l’Univers. Une  

des premières tentatives de ce type  a commencé dans les années 80 sous la  

direction des astronomes Margaret Geller et  John Huchra. On appelle cela le relevé CfA2.