Univers

L'univers est commun??ment d??fini comme la totalit?? de l'existence, y compris les plan??tes , ??toiles , galaxies , le contenu de l'espace intergalactique, et tout question et l'??nergie . D??finitions et utilisation varient et les termes similaires incluent le cosmos, la monde et nature .

L'observation scientifique de l'Univers, la partie observable de ce qui est environ 93 milliards d'ann??es-lumi??re de diam??tre, a conduit ?? des conclusions de ses premiers stades. Ces observations sugg??rent que l'Univers a ??t?? r??gie par les m??mes lois physiques et les constantes dans la plupart de son ??tendue et de l'histoire. Le Big Bang est la th??orie du mod??le cosmologique dominante qui d??crit le d??veloppement pr??coce de l'Univers, qui, dans la cosmologie physique est cens?? avoir eu lieu il ya environ 13,77 milliards ann??es.

Il existe diff??rents hypoth??ses multiverse, dans lequel les physiciens ont sugg??r?? que l'Univers pourrait ??tre l'un des nombreux univers qui existent ??galement. La plus grande distance que ce est th??oriquement possible pour les humains de voir est d??crit comme l' Univers observable . Les observations ont montr?? que l'Univers semble ??tre en expansion ?? un rythme acc??l??r??, et un certain nombre de mod??les ont surgi de pr??dire son destin ultime .

Histoire

Histoire observationnelle

Champ extr??mement profond de Hubble (XDF)

taille de XDF rapport ?? la taille de la lune - plusieurs milliers de galaxies , chacune constitu??e de milliards de ??toiles , sont dans cette petite vue.

XDF (2012) vue - chaque grain de lumi??re est une galaxie - certains d'entre eux sont aussi vieux que 13,2 milliards ann??es - l'Univers est estim?? ?? 200 milliards de galaxies contiennent.

XDF image montre pleinement matures galaxies dans le plan de premier plan - galaxies matures pr??s de 5 ?? il ya 9000000000 ann??es - protogalaxies, flamboyant avec jeunes ??toiles, au-del?? 9000000000 ann??es.

Tout au long de l'histoire, plusieurs cosmologies et cosmogonies ont ??t?? propos??es pour expliquer les observations de l'Univers. Le premier quantitative mod??les g??ocentriques ont ??t?? d??velopp??s par les anciens philosophes grecs . Au fil des si??cles, des observations plus pr??cises et les th??ories am??lior??es de gravit?? ont conduit ?? de Copernic mod??le h??liocentrique et newtonienne mod??le du syst??me solaire , respectivement. D'autres am??liorations en astronomie ont conduit ?? la r??alisation que le syst??me solaire est int??gr?? dans une galaxie compos??e de milliards d'??toiles, la Voie Lact??e , et que d'autres galaxies existent en dehors d'elle, autant que les instruments astronomiques peuvent atteindre. Des ??tudes minutieuses de la distribution de ces galaxies et leur raies spectrales ont conduit ?? une grande partie de la cosmologie moderne . D??couverte du d??calage vers le rouge et cosmique rayonnement de fond sugg??r?? que l'Univers est en expansion et a eu un commencement.

Histoire de l'Univers

Selon le mod??le scientifique dominant de l'Univers, connu sous le nom Big Bang , l'Univers ??tendu ?? partir, une phase dense extr??mement chaud appel?? ??re de Planck, dans laquelle toute la mati??re et l'??nergie de l' Univers observable a ??t?? concentr??. Depuis l'??poque de Planck, l'Univers a ??t?? l'expansion de sa forme actuelle, avec ??ventuellement une br??ve p??riode (moins de 10 ^-32 secondes) de l'inflation cosmique . Plusieurs mesures exp??rimentales ind??pendants soutiennent cette th??orie expansion et, plus g??n??ralement, la th??orie du Big Bang. Des observations r??centes indiquent que cette expansion se acc??l??re en raison de l'??nergie sombre, et que la plupart de la mati??re dans l'Univers peut ??tre sous une forme qui ne peut ??tre d??tect??e par des instruments pr??sents, appel??e la mati??re noire . L'utilisation commune de la "mati??re noire" et "??nergie sombre" noms d'espace r??serv?? pour les entit??s inconnues cens??s compte pour environ 95% de la masse-??nergie de l'Univers d??montre les lacunes actuelles et des incertitudes concernant la nature et l'observation et conceptuelles sort ultime de l'Univers.

Interpr??tations actuelles des observations astronomiques indiquent que l' ??ge de l'Univers est 13,772 ?? 0,059 milliard d'ann??es, (alors que le d??couplage de la lumi??re et de la mati??re, voir CMBR , est d??j?? arriv?? 380000 ann??es apr??s le Big Bang), et que le diam??tre de l' Univers observable est d'au moins 93 milliards ann??es-lumi??re ou 8,80 ?? 10 ²⁶ m??tres. Selon la relativit?? g??n??rale , l'espace peut cro??tre plus rapidement que la vitesse de la lumi??re, bien que nous pouvons voir qu'une petite partie de l'Univers en raison de la limitation impos??e par vitesse de la lumi??re. Puisque nous ne pouvons pas observer l'espace au-del?? des limites de la lumi??re (ou de tout rayonnement ??lectromagn??tique), il est incertain si la taille de l'Univers est fini ou infini.

??tymologie, synonymes et d??finitions

Le mot d??rive de l'Univers Vieux mot fran??ais Univers, qui ?? son tour vient du latin mot Universum. Le mot latin a ??t?? utilis?? par Auteurs Cicero et plus tard latine dans bon nombre des m??mes sens que le moderne anglaise mot est utilis??. Le mot latin d??rive de la contraction Unvorsum po??tique - d'abord utilis?? par Lucr??ce dans le livre IV (ligne 262) de son De rerum natura (De la nature des choses) - qui relie un, uni (la forme combinant des unus, ou ??une??) avec vorsum, versum (un nom fabriqu?? ?? partir du participe pass?? passif de vertere, ce qui signifie ??quelque chose tourn??, enroul?? , a chang?? ").

Restitution artistique (tr??s exag??r??) d'un Pendule de Foucault montre que la Terre ne est pas stationnaire, mais tourne.

Une autre interpr??tation de unvorsum est ??tout mouvement de rotation comme un?? ou ??tout mis en rotation par une". En ce sens, il peut ??tre consid??r?? comme une traduction d'un mot grec plus t??t pour l'Univers, περιφορά, (perifor??, ??circumambulation??), ?? l'origine utilis??s pour d??crire un cours d'un repas, la nourriture ??tant effectu??e autour du cercle de convives. Ce mot grec se r??f??re ?? sph??res c??lestes, un mod??le grec d??but de l'Univers. En ce qui concerne Platon La m??taphore du soleil, Aristote sugg??re que la rotation de la sph??re de ??toiles fixes inspir??s par le motrice, motive, ?? son tour, le changement terrestre via le Sun. Soigneuses astronomiques et mesures physiques (telles que la Pendule de Foucault) sont n??cessaires pour prouver que la Terre tourne sur son axe.

Un terme de "Universe" dans la Gr??ce antique ??tait πᾶν τὸ (Pan, Le Tout, Pan (mythologie)). Termes connexes ??taient la mati??re, (τὸ ὅλον ?? Ol??n, vous pouvez aussi Hyle, lit. bois) et le lieu (τὸ κενόν ?? Kenon). Autres synonymes de l'Univers chez les anciens philosophes grecs inclus κόσμος ( cosmos) et φύσις (ce qui signifie la nature , d'o?? nous tirons le mot physique ). Les m??mes synonymes se trouvent dans les auteurs latins (totum, mundus, natura) et survivent dans les langues modernes, par exemple, les mots allemands Das Tous, Weltall, et Natur pour Univers. Les m??mes synonymes sont trouv??es en anglais, comme tout (comme dans le th??orie du tout), le cosmos (comme dans la cosmologie ), le monde (comme dans le des mondes multiples hypoth??se) et Nature (comme dans lois naturelles ou philosophie naturelle).

D??finition plus large: la r??alit?? et la probabilit??

La d??finition la plus large de l'Univers se trouve dans De divisione naturae par la m??di??vale philosophe et th??ologien Jean Scot Erig??ne, qui a d??fini comme simplement tout: tout ce qui est cr???? et tout ce qui ne est pas cr????.

D??finition comme la r??alit??

Plus habituellement, l'Univers est d??fini comme tout ce qui existe, (a exist??, et existera). Selon notre compr??hension actuelle, l'Univers se compose de trois principes: l'espace-temps, les formes de l'??nergie , y compris l'??lan et de la mati??re , et de la lois physiques qui les concernent.

D??finition comme connect?? espace-temps

Il est possible de concevoir d??connect?? espace-temps, chaque produit existant, mais incapable d'interagir avec une autre. Une m??taphore facilement visualis?? est un groupe distinct de des bulles de savon, dans lequel observateurs vivant sur une bulle de savon ne peuvent pas interagir avec ceux des autres bulles de savon, m??me en principe. Selon une terminologie commune, chaque ??bulle de savon?? de l'espace-temps est not??e comme un univers, alors que notre notamment espace-temps est not??e l'Univers, tout comme nous appelons notre lune la lune . La collection enti??re de ces espaces-temps distincts est not?? que la multivers. En principe, les autres univers non connect??s peuvent avoir diff??rents dimensionnalit??s et topologies de diff??rentes formes de temps l'espace, la mati??re et l'??nergie diff??rente, et lois physiques et constantes physiques, bien que ces possibilit??s sont purement sp??culatives.

D??finition en r??alit?? observable

Selon une d??finition encore plus restrictive, l'univers est tout en notre connect??e espace-temps qui pourrait avoir une chance d'interagir avec nous et vice versa. Selon la th??orie de la relativit?? g??n??rale , certaines r??gions de l'espace ne peut jamais interagir avec les n??tres, m??me dans la vie de l'Univers, en raison de l'finie vitesse de la lumi??re et du cours expansion de l'espace. Par exemple, des messages radio envoy??s de la Terre ne peuvent jamais atteindre certaines r??gions de l'espace, m??me si l'Univers serait vivre ??ternellement; espace peut cro??tre plus rapidement que la lumi??re peut traverser.

R??gions ??loign??es de l'espace sont prises pour exister et faire partie de la r??alit?? autant que nous sommes; mais nous ne pouvons jamais interagir avec eux. La r??gion de l'espace dans lequel nous pouvons affecter et d'??tre affect?? est l' Univers observable . Strictement parlant, l'Univers observable d??pend de la position de l'observateur. En voyageant, un observateur peut entrer en contact avec une plus grande r??gion de l'espace-temps que un observateur qui reste, de sorte que l'Univers observable pour l'ex est plus grande que pour les seconds. N??anmoins, m??me le voyageur le plus rapide ne sera pas en mesure d'interagir avec l'ensemble de l'espace. Typiquement, l'Univers observable, on entend l'Univers observable de notre point dans la Voie Lact??e de vue.

Taille, l'??ge, le contenu, la structure et lois

La taille de l'Univers est inconnu; il peut ??tre infinie. La r??gion visible de la Terre (l' univers de observable ) est une sph??re avec un rayon d'environ 46 milliards ann??es-lumi??re, selon l'endroit o?? le expansion de l'espace a pris les objets les plus ??loign??s observ??s. A titre de comparaison, le diam??tre d'un typique galaxie est ?? seulement 30 000 ann??es-lumi??re, et la distance typique entre deux galaxies voisines ne est 3000000 ann??es-lumi??re. A titre d'exemple, notre Voie Lact??e Galaxy est d'environ 100 000 ann??es-lumi??re de diam??tre, et de notre galaxie la plus proche de s??ur, la galaxie d'Androm??de , se trouve ?? environ 2,5 millions d'ann??es-lumi??re. Il ya probablement plus de 100 milliards (10 ¹¹⁾ galaxies dans l'Univers observable. Galaxies typiques vont de nains avec aussi peu que dix millions (10 ^sept) des ??toiles jusqu'?? g??ants avec une billion (10 ^12), toutes les ??toiles en orbite autour du centre de la galaxie de la masse. Une ??tude de 2010 par les astronomes estime que l'Univers observable contient 300 sextillions (3 ?? 10 ²³⁾ ??toiles.

L'Univers est cens?? ??tre essentiellement compos?? de ??nergie noire et mati??re noire , qui sont tous deux mal compris ?? l'heure actuelle. Moins de 5% de l'Univers est la mati??re ordinaire, une contribution relativement faible.

La question est r??partie de fa??on homog??ne observable (uniforme) dans tout l'Univers, en moyenne sur des distances de plus de 300 millions d'ann??es-lumi??re. Cependant, sur les petites ??chelles de longueur, la mati??re est observ??e pour former des "bouquets", ce est ?? dire, en vue de regrouper hi??rarchiquement; de nombreux atomes sont condens??s en ??toiles , la plupart des ??toiles dans les galaxies, la plupart des galaxies dans clusters, superamas et, enfin, les structures plus grand ??chelle comme le Grande Muraille de galaxies. La question de l'Univers observable se propage ??galement isotrope, ce qui signifie qu'aucune direction d'observation semble diff??rent de tout autre; chaque r??gion du ciel a ?? peu pr??s le m??me contenu. L'Univers est ??galement baign?? dans un tr??s isotrope micro-ondes un rayonnement qui correspond ?? un ??quilibre thermique spectre de corps noir d'environ 2.725 kelvin . L'hypoth??se que l'Univers ?? grande ??chelle est homog??ne et isotrope est connu comme le principe cosmologique, qui est soutenu par des observations astronomiques .

L'ensemble pr??sente la densit?? de l'Univers est tr??s faible, environ 9,9 ?? 10 ^-30 grammes par centim??tre cube. Cette masse-??nergie semble se composer de 73% l'??nergie sombre, 23% mati??re noire froide et 4% la mati??re ordinaire. Ainsi, la densit?? d'atomes est de l'ordre d'un seul atome d'hydrog??ne de tous les quatre m??tres cubes de volume. Les propri??t??s de l'??nergie noire et mati??re noire sont largement inconnues. La mati??re noire gravite que la mati??re ordinaire, et donc fonctionne ?? ralentir la expansion de l'Univers; en revanche, l'??nergie sombre acc??l??re son expansion.

Le estimation actuelle de l' ??ge de l'Univers est ??g?? de 13,772 ?? 0,059 milliards ann??es. Des estimations ind??pendantes (bas??es sur des mesures telles que datation radioactive) d'accord au 13-15 milliards d'ann??es. L'univers n'a pas ??t?? le m??me ?? tous les moments de son histoire; par exemple, les populations relatives des quasars et galaxies ont chang?? et espace lui-m??me semble avoir ??largi. Cette expansion repr??sente pour combien de scientifiques li??s ?? la terre peuvent observer la lumi??re d'une galaxie 30000000000 ann??es-lumi??re, m??me si la lumi??re a voyag?? pour seulement 13000000000 ann??es; l'espace m??me entre eux a ??t?? ??largi. Cette expansion est coh??rent avec l'observation que la lumi??re des galaxies lointaines a ??t?? d??cal??e vers le rouge ; les photons ??mis ont ??t?? ??tir??s ?? plus longueurs d'onde et inf??rieure fr??quence pendant leur voyage. Le taux de cette expansion spatiale est acc??l??ration, bas?? sur des ??tudes de Supernovae de type Ia et corrobor??s par d'autres donn??es.

Le fractions relatives des diff??rents ??l??ments chimiques - en particulier les atomes plus l??gers tels que l'hydrog??ne , le deut??rium et l'h??lium - semblent ??tre identiques dans tout l'Univers et tout au long de son histoire observable. L'univers semble avoir beaucoup plus question que antimati??re, une asym??trie possiblement li??s ?? des observations de La violation de CP. L'univers semble avoir aucun filet charge ??lectrique , et donc la gravit?? semble ??tre l'interaction dominante sur des ??chelles de longueur cosmologiques. L'univers semble aussi avoir ni net l'??lan ni le moment angulaire . L'absence de charge nette et l'??lan suivrait des lois physiques reconnus ( la loi de Gauss et la non-divergence de la stress ??nergie-impulsion pseudotensoriel, respectivement), si l'Univers ??tait fini.

Le particules ??l??mentaires ?? partir de laquelle l'univers est construit. Six leptons et six quarks comprennent plus de la question ; par exemple, des protons et des neutrons de noyaux atomiques sont compos??s de quark, et l'omnipr??sent ??lectrons est un lepton. Ces particules interagissent par l'interm??diaire de la bosons de jauge indiqu??es dans la rang??e du milieu, correspondant chacun ?? un type particulier de ??valuer sym??trie. Le Boson de Higgs est cens?? conf??rer masse sur les particules avec lequel il est connect??. Le graviton, un boson de jauge suppos??e pour gravit?? , ne est pas repr??sent??.

L'univers semble avoir une surface lisse continuum espace-temps compos?? de trois spatial dimensions et une temporelle ( le temps ) dimension. En moyenne, espace est observ??e pour ??tre ?? peu pr??s plat (pr??s de z??ro courbure), ce qui signifie que la g??om??trie euclidienne est vrai exp??rimentalement avec une grande pr??cision dans la plupart de l'Univers. Spacetime semble ??galement avoir un simplement connexe topologie , au moins sur la longueur ??chelle de l'Univers observable. Cependant, les observations actuelles ne peuvent pas exclure les possibilit??s que l'Univers a plusieurs dimensions et que son espace-temps peuvent avoir une topologie globale multiconnexe, en analogie avec le cylindrique ou topologies toriques de deux dimensions espaces.

L'univers semble se comporter d'une mani??re qui suit r??guli??rement un ensemble de lois physiques et les constantes physiques. Selon le r??gne Mod??le Standard de la physique, toute mati??re est compos??e de trois g??n??rations de leptons et les quarks , qui sont tous deux fermions. Ces particules ??l??mentaires interagissent via au plus trois interactions fondamentales: la l'interaction ??lectrofaible qui comprend l'??lectromagn??tisme et de la force nucl??aire faible; la force nucl??aire forte d??crite par chromodynamique quantique; et la gravit?? , ce qui est le mieux d??crit ?? l'heure actuelle par la relativit?? g??n??rale . Les deux premi??res interactions peuvent ??tre d??crits par renormalis??e th??orie des champs , et sont m??di??s par bosons de jauge qui correspondent ?? un type particulier de ??valuer sym??trie. Une th??orie quantique des champs renormalis??e de la relativit?? g??n??rale n'a pas encore ??t?? atteint, bien que diverses formes de la th??orie des cordes semblent prometteurs. La th??orie de la relativit?? restreinte est cens?? tenir dans tout l'Univers, ?? condition que les ??chelles spatiales et temporelles de longueur sont suffisamment court; autrement, la th??orie plus g??n??rale de la relativit?? g??n??rale doit ??tre appliqu??e. Il n'y a aucune explication pour les valeurs particuli??res qui constantes physiques semblent avoir tout au long de notre Univers, comme H constante de Planck ou la G constante gravitationnelle. Plusieurs les lois de conservation ont ??t?? identifi??s, tels que la conservation de la charge, l'??lan , le moment angulaire et l'??nergie; dans de nombreux cas, ces lois de conservation peuvent ??tre li??es ?? des sym??tries ou identit??s math??matiques.

R??glage fin

Il semble que la plupart des propri??t??s de l'Univers ont une valeur particuli??re en ce sens que dans un univers o?? ces propri??t??s ne diff??rent que l??g??rement ne serait pas en mesure de soutenir la vie intelligente. Pas tous les scientifiques conviennent que la pr??sente peaufinage existe. En particulier, on ne sait pas dans quelles conditions la vie intelligente pourrait former et quelle forme ou la forme qui tiendrait. Une observation pertinente dans ce d??bat, ce est que pour un observateur d'exister ?? observer r??glage fin, l'Univers doit ??tre capable de supporter la vie intelligente. En tant que tel le probabilit?? conditionnelle d'observer un univers qui est affin?? pour soutenir la vie intelligente est 1. Cette observation est connu comme le principe anthropique et est particuli??rement important si la cr??ation de l'Univers ??tait probabiliste ou si plusieurs univers avec une vari??t?? de propri??t??s existent (voir ci-dessous ).

Les mod??les historiques

De nombreux mod??les du cosmos (cosmologies) et son origine (cosmogonies) ont ??t?? propos??es, sur la base des donn??es et des conceptions de l'Univers alors disponibles. Historiquement, cosmologies et cosmogonies ??taient fond??es sur des r??cits de dieux agissant de diverses mani??res. Les th??ories d'un univers impersonnel r??gies par des lois physiques ont d'abord ??t?? propos??s par les Grecs et les Indiens. Au cours des si??cles, l'am??lioration des observations et th??ories du mouvement et de la gravitation astronomiques ont conduit ?? des descriptions de plus en plus pr??cises de l'Univers. L'??re moderne de la cosmologie a commenc?? avec d'Albert Einstein 1915 la th??orie de la relativit?? g??n??rale , qui a permis de pr??dire quantitativement l'origine, l'??volution, et la conclusion de l'Univers dans son ensemble. Plus moderne, les th??ories accept??es de la cosmologie sont bas??es sur la relativit?? g??n??rale et, plus sp??cifiquement, le pr??dit Big Bang ; cependant, encore des mesures plus minutieuses sont n??cessaires pour d??terminer quelle th??orie est correcte.

Cr??ation

De nombreuses cultures ont histoires d??crivant l'origine du monde, qui peut ??tre plus ou moins regroup??s en types communs. Dans un type d'histoire, le monde est n?? d'une oeuf du monde; ces histoires sont les Finlandais po??me ??pique Kalevala, le chinois histoire de Pangu ou l' indienne Brahmanda Purana. Dans les histoires connexes, l'id??e de cr??ation est caus??e par une seule entit?? ??manant ou produire quelque chose par lui-m??me ou elle-m??me, comme dans le Bouddhisme tib??tain concept de Adi-Bouddha, le grec ancien histoire de Gaia (la Terre M??re), le D??esse azt??que Mythe Coatlicue, le Egypte ancienne dieu Histoire Atoum, ou Genesis cr??ation narrative. Dans un autre type d'histoire, le monde est cr???? ?? partir de l'union des divinit??s m??les et femelles, comme dans le Histoire des Maoris Rangi et Papa. En d'autres histoires, l'univers est cr???? par l'artisanat ?? partir de mat??riaux pr??-existants, tels que le cadavre d'un dieu mort - ?? partir de Tiamat dans le ??pop??e babylonienne Enuma Elish ou du g??ant Ymir dans la mythologie nordique - ou de mati??res chaotiques, comme dans Izanagi et Izanami dans La mythologie japonaise. En d'autres histoires, l'Univers ??mane de principes fondamentaux, tels que Brahman et Prakrti, le mythe de la cr??ation de la S??r??res, ou yin et le yang de la Tao.

Mod??les philosophiques

De la 6e si??cle avant notre ??re, le philosophes pr??socratiques grecs ont ??labor?? les premiers mod??les philosophiques connus de l'Univers. Les premiers philosophes grecs ont not?? que les apparences peuvent ??tre trompeuses, et ont cherch?? ?? comprendre la r??alit?? sous-jacente derri??re les apparences. En particulier, ils ont not?? la capacit?? de la mati??re ?? changer de forme (par exemple, de la glace ?? l'eau ?? la vapeur) et plusieurs philosophes propos?? que tous les apparemment diff??rents mat??riaux du monde sont diff??rentes formes d'une seule mati??re primordiale, ou Arche. Le premier ?? le faire ??tait Thales , qui a propos?? ce mat??riel est Eau. Thales de l'??tudiant, Anaximandre, a propos?? que tout venait de l'illimit?? Apeiron. Anaxim??ne propos?? Air en raison de ses qualit??s attractives et r??pulsives per??us qui causent l'arche de condenser ou se dissocier en diff??rentes formes. Anaxagore, a propos?? le principe de Nous (l'esprit). H??raclite propos?? feu (et parl?? de logos). Emp??docle propos?? les ??l??ments: la terre, l'eau, l'air et le feu. Sa th??orie ?? quatre ??l??ments est devenu tr??s populaire. Comme Pythagore , Platon croyait que toutes choses ont ??t?? compos??es de nombre , avec les ??l??ments de l'Emp??docle prenant la forme des solides de Platon . D??mocrite, et plus tard philosophes notamment Leucippe-propos?? que l'Univers ??tait compos?? de indivisibles atomes se d??pla??ant ?? travers void ( vide). Aristote ne croyait pas que ??tait possible parce que l'air, comme l'eau, des offres r??sistance au mouvement. Air imm??diatement pr??cipiter pour combler un vide, et d'ailleurs, sans r??sistance, ce serait faire ind??finiment rapide.

Bien que H??raclite a plaid?? pour le changement ??ternel, son quasi-contemporain Parm??nide a fait la suggestion radicale que tout changement est une illusion, que la vraie r??alit?? sous-jacente est ??ternellement immuable et d'une seule nature. Parm??nide not?? cette r??alit?? que τὸ ἐν (La Une). La th??orie de Parm??nide semblait invraisemblable de nombreux Grecs, mais son ??l??ve Z??non d'El??e les d??fia avec plusieurs c??l??bres paradoxes. Aristote a r??pondu ?? ces paradoxes en d??veloppant la notion de l'infini d??nombrable potentiel, ainsi que le continuum infiniment divisible. Contrairement aux cycles ??ternels et immuables de temps, il croyait que le monde a ??t?? d??limit??e par les sph??res c??lestes, et donc de magnitude ne ??tait fini multiplicatif.

Le Philosophe indien Kanada, fondateur de la ??cole Vaisheshika, d??velopp?? une th??orie de atomisme et a propos?? que la lumi??re et la chaleur ??taient vari??t??s de la m??me substance. Dans le 5??me si??cle apr??s JC, le Bouddhiste atomiste philosophe Dignaga propos?? atomes ??tre le point de taille, durationless, et a fait de l'??nergie. Ils ont ni?? l'existence de la mati??re substantielle et a propos?? que le mouvement se composait d'??clairs momentan??s d'un flux d'??nergie.

La th??orie de la finitisme temporelle a ??t?? inspir?? par la doctrine de la cr??ation partag??e par les trois Religions abrahamiques: le juda??sme , le christianisme et l'islam . Le Philosophe chr??tien, John Philopon, a pr??sent?? les arguments philosophiques contre l'ancienne notion grecque d'un pass?? et l'avenir infini. Les arguments de Philopon contre un pass?? infini ont ??t?? utilis??s par le philosophe musulman d??but, Al-Kindi (Alkindus); la Philosophe juif, Saadia Gaon (Saadia ben Joseph); et le Th??ologien musulman, Al-Ghazali (Algazel). Empruntant ?? la physique et la m??taphysique d'Aristote, ils ont employ?? deux arguments logiques contre un pass?? infini, le premier ??tant le "argument de l'impossibilit?? de l'existence d'un infini actuel", qui stipule:

"Un infini actuel ne peut pas exister."

"Une r??gression temporelle infinie d'??v??nements est un infini actuel."

" Une r??gression temporelle infinie d'??v??nements ne peut pas exister. "

Le deuxi??me argument, ??l'argument de l'impossibilit?? de remplir un infini actuel par addition successive", d??clare:

"Un infini actuel ne peut pas ??tre compl??t??e par addition successive."

"La s??rie temporelle des ??v??nements pass??s a ??t?? compl??t?? par addition successive."

" La s??rie temporelle des ??v??nements pass??s ne peut pas ??tre un infini actuel. "

Ces deux arguments ont ??t?? adopt??s par les philosophes et les th??ologiens chr??tiens, et le second argument en particulier sont devenus plus c??l??bre apr??s avoir ??t?? adopt?? par Emmanuel Kant dans sa th??se de la premi??re antinomie concernant le temps .

Mod??les astronomiques

3e calculs de BCE si??cle de Aristarque sur les tailles relatives de quitt?? le Soleil, la Terre et de la Lune, ?? partir d'une copie grecque 10??me si??cle AD

Mod??les astronomiques de l'Univers ont ??t?? propos??es peu apr??s l'astronomie a commenc?? avec la Astronomes babyloniens, qui ont consult?? l'Univers comme un disque plat flottant dans l'oc??an, et cela constitue la pr??misse de cartes grecs comme celles de Anaximandre et H??cat??e de Milet.

Plus tard grecs philosophes, observant les mouvements des corps c??lestes, ??taient pr??occup??s par le d??veloppement de mod??les de l'Univers base plus profond??ment sur preuves empiriques. Le premier mod??le coh??rent a ??t?? propos?? par Eudoxe de Cnide. Selon interpr??tation physique d'Aristote du mod??le, sph??res c??lestes ??ternellement tourner avec un mouvement uniforme autour d'une Terre immobile. Normal mati??re, est enti??rement contenue dans la sph??re terrestre. Ce mod??le a ??galement ??t?? affin??e par Callippe et apr??s sph??res concentriques ont ??t?? abandonn??s, il a ??t?? mis en accord presque parfait avec les observations astronomiques de Ptol??m??e . Le succ??s d'un tel mod??le est en grande partie d?? au fait que toute fonction math??matique (par exemple la position d'une plan??te) peut ??tre d??compos?? en un ensemble de fonctions circulaires (la modes de Fourier). D'autres scientifiques grecs, comme le Philosophe Pythagore Philolaus postul?? que dans le centre de l'Univers ??tait un "feu central" autour duquel la Terre , Soleil , Lune et plan??tes tournaient en mouvement circulaire uniforme. Le Astronome grec Aristarque de Samos a ??t?? la premi??re personne connue ?? proposer un h??liocentrique mod??le de l'Univers. Bien que le texte original a ??t?? perdu, une r??f??rence dans Archim??de livre The Sand Reckoner d??crit Aristarque de th??orie h??liocentrique. Archim??de a ??crit: (traduit en anglais)

Vous roi Gelon sont conscients du ??univers?? est le nom donn?? par la plupart des astronomes de la sph??re dont le centre est le centre de la Terre, tandis que son rayon est ??gal ?? la ligne droite entre le centre du Soleil et le centre de la Terre. Ce est le compte commun que vous avez entendu des astronomes. Mais Aristarque a sorti un livre constitu?? de certaines hypoth??ses, dans lequel il appara??t, comme une cons??quence des hypoth??ses formul??es, que l'Univers est plusieurs fois sup??rieure ?? la 'Univers' viens de mentionner. Ses hypoth??ses sont que les ??toiles fixes et le Soleil rester insensible, que la Terre tourne autour du Soleil sur la circonf??rence d'un cercle, le Soleil couch?? au milieu de l'orbite, et que la sph??re des ??toiles fixes, situ??e autour du m??me centre que le Soleil, est si grande que le cercle dans lequel il suppose la Terre ?? tourner ours une telle proportion de la distance des ??toiles fixes comme le centre des ours sph??re ?? sa surface.

Aristarque croyait ainsi les ??toiles pour ??tre tr??s loin, et vu ce que la raison pour laquelle il n'y avait pas de parallaxe visible, ce est, un mouvement observ?? des ??toiles par rapport ?? l'autre que la Terre tournait autour du Soleil Les ??toiles sont en fait beaucoup plus loin que la distance qui a ??t?? g??n??ralement admis dans les temps anciens, ce est pourquoi parallaxe stellaire est seulement d??tectable avec des t??lescopes. Le mod??le g??ocentrique, compatible avec la parallaxe plan??taire, ??tait suppos?? ??tre une explication de la non-observabilit?? du ph??nom??ne parall??le, parallaxe stellaire. Le rejet de la vision h??liocentrique ??tait apparemment assez forte, comme le passage suivant de Plutarque sugg??re (Sur la face apparente de l'Orbe de la Lune):

Cl??anthe [un contemporain d'Aristarque et de la t??te de la sto??ciens] pensaient que ce ??tait le devoir des Grecs d'inculper Aristarque de Samos sur l'accusation d'impi??t?? pour mettre en mouvement l'??tre de l'Univers [ie la terre],. . . en supposant que le ciel de rester au repos et la terre de tourner dans un cercle oblique, alors qu'il tourne, en m??me temps, autour de son propre axe.

La seule autre astronome de l'antiquit?? connu par son nom qui a soutenu mod??le h??liocentrique de Aristarque ??tait S??leucus de S??leucie, Astronome hell??nistique qui a v??cu un si??cle apr??s Aristarque. Selon Plutarque, S??leucus ??tait le premier ?? prouver le syst??me h??liocentrique travers le raisonnement, mais on ne sait pas quels sont les arguments qu'il a utilis??. Les arguments de S??leucos pour une th??orie h??liocentrique ??taient probablement li??s au ph??nom??ne de mar??es . Selon Strabon (1.1.9), S??leucus fut le premier ?? affirmer que les mar??es sont dues ?? l'attraction de la Lune, et que la hauteur des mar??es d??pend de la Lune position relative du Soleil Alternativement, il peut avoir prouv?? la th??orie h??liocentrique en d??terminant les constantes d'un g??om??trique mod??le pour la th??orie h??liocentrique et en d??veloppant des m??thodes pour calculer les positions plan??taires en utilisant ce mod??le, comme ce que Nicolas Copernic a fait plus tard au 16??me si??cle. Au cours de la Moyen-Age , les mod??les peuvent h??liocentriques ont ??galement ??t?? propos??s par le Astronome indien, Aryabhata, et par le Astronomes persans, Albumasar et Al-Al-Sijzi.

Mod??le de l'Univers par copernicienne Thomas Digges en 1576, avec l'amendement que les ??toiles ne sont plus confin??s ?? une sph??re, mais r??parties uniform??ment sur l'espace entourant les plan??tes .

Le mod??le aristot??licienne a ??t?? accept?? dans le Monde occidental pendant environ deux mill??naires, jusqu'?? ce que Copernic relanc?? la th??orie Aristarque que les donn??es astronomiques pourraient ??tre expliqu??s plus plausible si la terre tourne sur son axe et si le soleil a ??t?? plac?? au centre de l'Univers.

Comme l'a not?? Copernic lui-m??me, la suggestion que le tourne la Terre ??tait tr??s vieux, datant au moins de Philolaos (c. 450 BC), H??raclide du Pont (c. 350 BC) et Ecphantos. Environ un si??cle avant Copernic, ??rudit chr??tien Nicolas de Cues a ??galement propos?? que la Terre tourne sur son axe dans son livre, Le docte ignorance (1440). Aryabhata (476-550), Brahmagupta (598-668), Albumasar et Al-Al-Sijzi, a ??galement propos?? que la Terre tourne sur son axe. La premi??re preuves empiriques de la rotation de la Terre sur son axe, en utilisant le ph??nom??ne de com??tes , a ??t?? donn?? par Tusi (1201-1274) et Ali Qushji (1403-1474).

Johannes Kepler a publi?? le Tables rudolphines contenant un catalogue d'??toiles et des tables plan??taires utilisant Les mesures de Tycho Brahe.

Cette cosmologie a été acceptée par Isaac Newton , Christiaan Huygens et les scientifiques ultérieures. Edmund Halley (1720) et Jean-Philippe de Cheseaux (1744) ont noté indépendamment que l'hypothèse d'un espace infini rempli de manière uniforme avec des étoiles conduirait à la prédiction que le ciel nocturne serait aussi brillant que le soleil lui-même; Cela est devenu connu comme le paradoxe d'Olbers dans le 19ème siècle. Newton croyait que l'espace infini uniformément rempli avec la matière causerait forces et les instabilités infinies provoquant l'affaire à être écrasés vers l'intérieur sous sa propre gravité. Cette instabilité a été précisé en 1902 par le critère d'instabilité Jeans. Une solution à ces paradoxes est le Charlier Univers, dans lequel la matière est disposée hiérarchiquement (systèmes de corps qui sont eux-mêmes en orbite dans un système plus vaste, en orbite à l'infini ) dans une fractale de telle sorte que l'Univers a une densité globale négligeable; un tel modèle cosmologique avait également été proposé plus tôt en 1761 par Johann Heinrich Lambert. une avance astronomique importante du 18e siècle a été la réalisation par Thomas Wright, Emmanuel Kant et d'autres de nébuleuses.

L'ère moderne dela cosmologie physiquea commencé en 1917, lorsqueAlbert Einsteinabord appliqué sa théorie de la relativité générale pour modéliser la structure et la dynamique de l'Univers.

Les modèles théoriques

Essai ?? haute pr??cision de la relativit?? g??n??rale par le Cassini sonde spatiale (vue d'artiste): la radio signaux envoy??s entre la Terre et la sonde (vague verte) sont retardée par la déformation del'espace et le temps (lignes bleues) en raison de laSunmasse s '.

Parmi les quatre interactions fondamentales, la gravitation est dominante ?? des ??chelles de longueur cosmologiques; ce est, les trois autres forces jouent un r??le non n??gligeable dans la d??termination des structures au niveau des syst??mes plan??taires, des galaxies et des structures de plus grande envergure. Parce que toute mati??re et ??nergie gravitent, les effets de la gravit?? sont cumulatifs; en revanche, les effets de charges positives et n??gatives tendent ?? se annuler les uns les autres, ce qui rend l'??lectromagn??tisme relativement insignifiante sur des ??chelles de longueur cosmologiques. Les deux autres interactions, la faible et forces nucl??aires fortes, diminuent tr??s rapidement avec la distance; leurs effets se limitent principalement ?? des ??chelles de longueur sous-atomiques.

La th??orie de la relativit?? g??n??rale

La pr??dominance de la gravitation donn??e dans la formation des structures cosmologiques, des pr??visions pr??cises du pass?? et de l'avenir de l'Univers n??cessite une th??orie pr??cise de la gravitation. La meilleure th??orie disponible est Albert Einstein th??orie g??n??rale de la relativit??, qui a pass?? tous les tests exp??rimentaux jusqu'ici. Toutefois, en raison des exp??riences rigoureuses ne ont pas ??t?? effectu??s sur des ??chelles de longueur cosmologiques, la relativit?? g??n??rale pourrait ??ventuellement ??tre inexacts. N??anmoins, ses pr??dictions cosmologiques semblent ??tre coh??rent avec les observations, il n'y a donc aucune raison imp??rieuse d'adopter une autre th??orie.

La relativit?? g??n??rale fournit un ensemble de dix ??quations aux d??riv??es partielles non lin??aires pour la l'espace-temps métrique ( les équations de champ d'Einstein) qui doit être résolu de la distribution de masse-énergie et l'élan à travers l'Univers. Parce que ceux-ci ne sont pas connues en détail exact, modèles cosmologiques ont été sur la base du principe cosmologique, qui stipule que l'Univers est homogène et isotrope. En effet, ce principe affirme que les effets gravitationnels des différentes galaxies qui composent l'Univers sont équivalentes à celles d'une amende de poussière répartis uniformément dans l'univers avec la même densité moyenne. L'hypothèse d'une poussière uniforme, il est facile de résoudre les équations de champ d'Einstein et de prédire le passé et l'avenir de l'Univers sur des échelles de temps cosmologiques.

Les équations de champ d'Einstein comprennent une constante cosmologique ( ?? ), qui correspond à une densité d'énergie de l'espace vide. Selon son signe, la constante cosmologique peut soit lente (négatif ?? ) ou accélérer (positive ?? ) l' expansion de l'Univers. Bien que de nombreux scientifiques, dont Einstein, avaient spéculé que ?? était de zéro, les récentes observations astronomiques de supernovae de type Ia ont détecté une grande quantité de " l'énergie sombre "qui accélère l'expansion de l'Univers. Des études préliminaires suggèrent que cette énergie sombre correspond à un positif ?? , bien que les théories alternatives ne peuvent pas être exclues encore. Russie physicien Zel'dovich suggéré que ?? est une mesure de l' énergie du point zéro associé à particules virtuelles de la théorie quantique des champs , une omniprésente énergie du vide qui existe partout, même dans un espace vide. La preuve d'une telle énergie du point zéro est observée dans l' effet Casimir .

Relativité restreinte et de l'espace-temps

Seulement sa longueur L est intrinsèque à la tige (en noir); coordonner les différences entre ses extrémités (comme Ax, Ay ou ????, ????) dépendra de leur cadre de référence (représenté en bleu et rouge, respectivement).

L'univers a au moins trois spatiale et temporelle d'un ( de temps ) dimension. On a longtemps pensé que les dimensions spatiales et temporelles étaient de nature différente et indépendante les uns des autres. Toutefois, selon la théorie de la relativité , les séparations spatiales et temporelles sont interconvertibles (dans certaines limites) en changeant de mouvement.

Pour comprendre cette interconversion, il est utile de considérer l'interconversion analogue de séparations spatiales selon les trois dimensions spatiales. Considérons les deux extrémités d'une tige d'une longueur L . La longueur peut être déterminée à partir des différences dans les trois coordonnées Ax, Ay et Az des deux points d'extrémité dans un référentiel donné

en utilisant le théorème de Pythagore . Dans un cadre de référence en rotation, l'coordonnent différences diffèrent, mais ils donnent la même longueur

Ainsi, les différences coordonnées (Ax, Ay, Az) et (????, ????, ????) ne sont pas intrinsèques à la tige, mais reflètent simplement le cadre de référence utilisé pour le décrire; en revanche, la longueur L est une propriété intrinsèque de la tige. Les différences de coordonnées peuvent être modifiés sans affecter la tige, en tournant son cadre de référence.

L'analogie dans l'espace-temps est appelé l'intervalle entre deux événements; un événement est défini comme un point dans l'espace-temps, une position spécifique dans l'espace et un moment précis dans le temps. L'intervalle de l'espace-temps entre les deux événements est donnée par

où c est la vitesse de la lumière. Selon la relativité , on peut modifier une séparation spatiale et temporelle ( L ₁ , ?? t ₁ ) dans un autre ( L ₂ , ?? t ₂ ) en modifiant son cadre de référence, aussi longtemps que la variation de l'intervalle espace-temps maintient s . Un tel changement dans le cadre de référence correspond à l'évolution de son mouvement; dans un cadre mobile, les longueurs et les temps sont différents de leurs homologues dans un cadre de référence fixe. La manière précise dont le coordonner et de différences de temps de changer avec le mouvement est décrit par la transformation de Lorentz.

Résoudre les équations de champ d'Einstein

Animations illustrant l'extension métrique de l'univers

Les distances entre les galaxies de filature augmentent avec le temps, mais les distances entre les étoiles dans chaque galaxie restent à peu près le même, en raison de leurs interactions gravitationnelles. Cette animation illustre une Friedmann Univers fermé avec zéro ?? constante cosmologique; un tel univers oscille entre une Big Bang et un Big Crunch.

En non-cartésien (non-carré) ou courbe systèmes de coordonnées, le théorème de Pythagore ne tient que sur des échelles de longueur infinitésimales et doit être augmentée avec une plus générale tenseur métrique g _???? , qui peut varier d'un endroit à l'autre et qui décrit la géométrie locale dans le notamment le système de coordonnées. Cependant, en supposant que le principe cosmologique que l'Univers est homogène et isotrope partout, à chaque point de l'espace est comme tous les autres points; par conséquent, le tenseur métrique doit être la même partout. Cela conduit à une forme unique pour le tenseur métrique, appelée la métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker

où ( r , ??, ??) correspond à un système de coordonnées sphériques . Cette métrique n'a que deux paramètres indéterminés: une longueur totale échelle R qui peut varier dans le temps, et un indice de courbure k qui ne peut être que 0, 1 ou -1, ce qui correspond à plat la géométrie euclidienne , ou des espaces de positif ou négatif courbure. Dans la cosmologie, la résolution de l'histoire de l'Univers est fait en calculant R en fonction du temps, étant donné k et la valeur de la constante cosmologique ?? , qui est un (petit) paramètre dans les équations d'Einstein. L'équation décrivant comment R varie avec le temps est connu comme l' équation de Friedmann, d'après son inventeur, Alexander Friedmann.

Les solutions pour R (t) dépendent de k et ?? , mais certaines caractéristiques qualitatives de ces solutions sont d'ordre général. D'abord et surtout, l'échelle de longueur R de l'Univers peut rester constante seulement si l'Univers est parfaitement isotrope avec une courbure positive ( k = 1) et a une valeur précise de la densité partout, comme première noté par Albert Einstein . Cependant, cet équilibre est instable et parce que l'Univers est connu pour être homogène sur des échelles plus petites, R doit changer, selon la relativité générale . Lorsque R changements, toutes les distances spatiales dans le changement Univers en tandem; il ya une expansion globale ou de la contraction de l'espace lui-même. Ceci explique l'observation selon laquelle galaxies semblent voler l'autre; l'espace entre eux est l'étirement. L'étirement de l'espace représente aussi le paradoxe apparent que deux galaxies peuvent être de 40 milliards d'années lumière de distance, mais ils ont commencé à partir du même point il ya 13770000000 années et ne bougeaient plus vite que la vitesse de la lumière .

Deuxièmement, toutes les solutions suggèrent qu'il y avait une singularité gravitationnelle dans le passé, lorsque R passe à zéro, et de la matière et de l'énergie est devenu infiniment dense. Il peut sembler que cette conclusion est incertaine car elle est basée sur les hypothèses contestables de parfaite homogénéité et l'isotropie (le principe cosmologique) et que seule l'interaction gravitationnelle est importante. Cependant, la Penrose-Hawking théorèmes de singularité montrent que une singularité doit exister pour des conditions très générales . Ainsi, selon les équations de champ d'Einstein, R a augmenté rapidement à partir, un état ??????dense incroyablement chaude qui existait immédiatement après cette singularité (lorsque R avait un petit, valeur finie); telle est l'essence de la Big Bang modèle de l'Univers. Une idée fausse commune est que le modèle du Big Bang prédit que la matière et l'énergie ont explosé à partir d'un point dans l'espace et le temps; ce qui est faux. Plutôt, l'espace lui-même a été créé dans le Big Bang et imprégné d'une quantité fixe d'énergie et la matière uniformément réparti dans tout; comme dilate l'espace (à savoir R (t) augmente), la densité de cette matière et de l'énergie diminue.

Troisièmement, l'indice de courbure k détermine le signe de la courbure spatiale moyenne de l'espace-temps en moyenne sur des échelles de longueur supérieure à un milliard d'années-lumière. Si k = 1, la courbure est positive et l'Univers a un volume fini. Ces univers sont souvent trouvées comme une sphère tridimensionnelle S ³ incorporé dans un espace à quatre dimensions. Inversement, si k est nul ou négatif, l'univers peut avoir un volume infini, en fonction de son ensemble topologie . Il peut sembler contre-intuitif que l'Univers infini et pourtant infiniment dense pourrait être créée en un seul instant à la Big Bang lorsque R = 0, mais exactement qui est prédit mathématiquement quand k ne correspond pas à 1. A titre de comparaison, un plan infini a courbure infini zone zéro mais, alors un cylindre infini est limité dans une direction et un tore est limité dans les deux. Un univers torique pourrait se comporter comme un Univers normale avec des conditions aux limites périodiques, comme on le voit dans les jeux vidéo "wrap-around" tels que Asteroids ; un voyageur traversant une «frontière» extérieure de l'espace allant vers l'extérieur serait réapparaître instantanément à un autre point sur ??????la limite se déplaçant vers l'intérieur .

Dominante modèle de l'origine et de l'expansion de l'espace-temps et tout ce qu'il contient. Dans ce schéma de temps augmente de gauche à droite, et une dimension de l'espace est supprimé, donc à un moment donné l'Univers est représenté par une "tranche" en forme de disque du diagramme.

Le sort ultime de l'Univers est encore inconnu, car il dépend de façon critique sur l'indice de courbure k et la constante cosmologique ?? . Si l'Univers est suffisamment dense, k est égal à 1, ce qui signifie que sa courbure moyenne est tout à fait positive et de l'Univers finira par se re dans un Big Crunch, peut-être commencer une nouvelle Univers dans un Big Bounce. Inversement, si l'Univers est suffisamment dense, k est égal à 0 ou -1 et de l'Univers va se étendre indéfiniment, se rafraîchir et finalement devenir inhospitalier pour toute la vie, comme les étoiles meurent et toute la matière fusionne dans les trous noirs (le grand gel et de la chaleur la mort de l'Univers). Comme indiqué précédemment, des données récentes suggèrent que la vitesse d'expansion de l'Univers ne diminue pas comme prévu à l'origine, mais de plus en plus; si cela continue indéfiniment, l'univers finira par se déchirer en lambeaux (le Big Rip). Expérimentalement, l'Univers a une densité globale qui est très proche de la valeur critique entre se re et l'expansion éternelle; observations astronomiques plus minutieuses sont nécessaires pour résoudre la question.

Modèle Big Bang

Le modèle du Big Bang qui prévaut représente pour la plupart des observations expérimentales décrites ci-dessus, tels que la corrélation entre la distance et redshift des galaxies, le rapport universel de l'hydrogène: des atomes d'hélium, et l'omniprésent, isotrope rayonnement micro-ondes fond. Comme indiqué plus haut, le décalage spectral provient de l' expansion de l'univers; que l'espace se dilate, la longueur d'onde d'un photon voyager dans l'espace augmente également, ce qui diminue son énergie. Le plus un photon a voyagé, plus l'expansion qu'il a subi; par conséquent, les photons âgés de galaxies plus éloignées sont les plus décalée vers le rouge. Déterminer la corrélation entre la distance et décalage vers le rouge est un problème important dans expérimentale cosmologie physique .

Réactions nucléaires chef responsable pour lesabondances relatives de lumièrenoyaux atomiquesobservés dans l'Univers.

Autres observations expérimentales peuvent être expliqués par la combinaison de l'expansion globale de l'espace avec nucléaire et la physique atomique . Comme élargit l'univers, la densité d'énergie du rayonnement électromagnétique diminue plus rapidement que ne le fait que de la matière , car l'énergie d'un photon avec sa longueur d'onde diminue. Ainsi, bien que la densité d'énergie de l'Univers est désormais dominé par la matière, il a été une fois dominé par rayonnement; poétiquement parlant, tout était lumière . Comme élargi l'Univers, sa densité d'énergie a diminué et il est devenu plus froid; comme il l'a fait, les particules élémentaires de la matière pourraient associer de manière stable dans des combinaisons toujours plus grandes. Ainsi, au début de l'ère dominée par la matière, stables protons et neutrons formés, qui associe alors dans les noyaux atomiques . A ce stade, la matière dans l'Univers était principalement une chaude, dense plasma de négatifs électrons , neutres neutrinos et noyaux positifs. Les réactions nucléaires entre les noyaux ont conduit à l'abondance actuelles des noyaux plus légers, notamment l'hydrogène , le deutérium et l'hélium . Finalement, les électrons et les noyaux combinés pour former des atomes stables, qui sont transparentes à la plupart des longueurs d'onde de rayonnement; à ce stade, le rayonnement découplé de la matière, formant l'omniprésent, fond isotrope du rayonnement de micro-ondes observé aujourd'hui.

Autres observations ne sont pas de répondre définitivement par la physique connue. Selon la théorie dominante, un léger déséquilibre de la matière sur l'antimatière était présente dans la création de l'Univers, ou développé très peu de temps après, peut-être en raison de la violation de CP qui a été observé par les physiciens des particules . Bien que la matière et l'antimatière souvent annihilés un de l'autre, la production de photons , un petit résidu de matière survécu, donnant la présente affaire-dominée Univers. Plusieurs lignes de preuves suggèrent également qu'une rapide de l'inflation cosmique de l'Univers a eu lieu très tôt dans son histoire (environ 10 ^-35 secondes après sa création). Des observations récentes suggèrent également que la constante cosmologique ( ?? ) est non nul, et que le filet contenu masse-énergie de l'Univers est dominé par une énergie noire et matière noire qui n'a pas été caractérisé scientifiquement. Ils diffèrent par leurs effets gravitationnels. La matière noire gravite que la matière ordinaire ne, et ralentit l'expansion de l'Univers ainsi; en revanche, l'énergie sombre sert à accélérer l'expansion de l'Univers.

Théorie Multiverse

Représentation d'unmultivers de septunivers «bulle», qui sont séparéescontinua d'espace-temps, chacun ayant deslois physiques,constantes physiques, et peut-être même des nombres différents dedimensions ou detopologies.

Certaines théories spéculatives ont proposé que cet Univers est mais d'un ensemble d'univers déconnectés, collectivement désignés par le multivers, définitions difficiles ou améliorant plus limitées de l'Univers. Les théories scientifiques multiverse sont distincts des concepts tels que les plans de remplacement de la conscience et réalité simulée, bien que l'idée d'une plus grande Univers est pas nouveau; par exemple, l'évêque Étienne Tempier de Paris a statué en 1277 que Dieu pouvait créer autant d'univers comme il l'entendait, une question qui a été vivement débattue par les théologiens français.

La forme ou la géométrie de l'Univers comprend à la fois la géométrie locale dans l' Univers observable et géométrie globale, que nous pouvons ou ne pas être capable de mesurer. Forme peut se référer à la courbure et topologie . Plus formellement, le sujet dans la pratique enquête qui 3-variété correspond à la section spatiale dans comobile coordonnées du-quatre dimensions d'espace-temps de l'Univers. Les cosmologistes fonctionnent normalement avec une donnée tranche semblable à l'espace de l'espace-temps appelé comobiles coordonn??es. En termes d'observation, la section de l'espace-temps qui peut être observée est l'arrière cône de lumière (points au sein de l' horizon de lumière cosmique , étant donné le temps de parvenir à un observateur donné). Si l'Univers observable est plus petit que l'Univers tout entier (dans certains modèles, il est de plusieurs ordres de grandeur plus faible), on ne peut pas déterminer la structure globale par l'observation: on est limité à un petit patch.

Parmi les Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) modèles, la forme actuellement la plus populaire de l'Univers trouvé pour ajuster les données d'observation selon les cosmologistes est le modèle plat infini, tandis que d'autres modèles de FLRW comprennent l' espace de Poincaré et de la corne Picard. Les données ajustées par ces modèles de FLRW de l'espace comprennent en particulier le Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) cartes de rayonnement de fond cosmique. NASA a publié les premières données WMAP de rayonnement cosmique de fond en Février 2003. En 2009, l' observatoire Planck a été lancé pour observer le fond de micro-ondes à plus haute résolution que WMAP, peut-être fournir plus d'informations sur la forme de l'Univers. Les données devraient être publiés au début de 2013.