COSMOLOGIE
La cosmologie se range parmi les plus anciennes disciplines intellectuelles de l'humanité. Bien qu'elle se consacre à l'étude de l'Univers, du cosmos englobant la totalité de ce qui nous est accessible dans la nature, elle possède une spécificité qui la distingue des autres sciences naturelles : elle ne s'intéresse aux différentes parties qui composent l'Univers que dans la mesure où elles sont en relation ; et c'est l'ensemble de ces relations, pour autant que l'on puisse les appréhender, qui recouvre le mieux le concept d'Univers.
La cosmologie ne s'intéresse donc pas aux objets en particulier – planètes, étoiles, galaxies... – mais plutôt au cadre dans lequel ils évoluent, aux lois communes auxquelles ils obéissent. Signalons que le terme de cosmologie s'est généralisé et englobe ce qui autrefois apparaissait sous les dénominations distinctes de cosmographie et de cosmogonie. Nous ne traiterons ici que de la cosmologie scientifique, dont l'existence repose sur quelques principes plus ou moins implicites.
La cosmologie et ses principes
Les principes
Structure de l'Univers
Encyclopædia Universalis France
Le premier principe énonce qu'il y a un sens à envisager une cosmologie scientifique, à parler d'un Univers qui ne se réduit pas à la simple accumulation des objets existants, et que cet Univers est intelligible. Sans quoi cette discipline n'aurait pas de raison d'être ! Ainsi, l'Univers dans son ensemble est muni d'une structure, ou il est même cette structure. Les structures géométrique, chronométrique, causale font de lui un objet possible d'étude, muni de lois. Et ces lois, que la cosmologie tente précisément de mettre en évidence, gouvernent aussi les relations entre les éléments de cet Univers, leurs interactions avec le cosmos.
Dans un sens, les propriétés du cosmos influencent celles de la matière : par exemple, les galaxies, plongées dans la structure de l'Univers, subissent son évolution. De ce fait, elles révèlent cette structure et cette évolution : les observations doivent permettre de discerner, dans leurs propriétés, celles qui – comme l'expansion – ne leur sont pas propres, mais cosmiques. Dans l'autre sens, la géométrie et la dynamique du cosmos sont influencées (sinon totalement déterminées) par son contenu. Pour cette double raison, il n'y aura pas de cosmologie possible sans étude des propriétés des galaxies, sans astronomie et sans astrophysique, ce qui lui donne le statut de science observationnelle.
Dès lors, il est clair que, pour comprendre l'Univers, nous devons comprendre ce qui se passe dans les astres les plus éloignés, en connaître la physique pour interpréter les résultats d'observations. Ce qui exige de postuler que les lois physiques sont partout les mêmes ; que les lois de la gravitation, de l'électromagnétisme, de la physique quantique, etc., sont identiques en tout point de l'Univers (et éventuellement à tout instant, encore que cela mérite davantage discussion).
En fait, il est relativement naturel d'aller plus loin et d'énoncer que l'Univers présente le même aspect en chacun de ses points, c'est-à-dire qu'il est homogène. Cette homogénéité s'énonce sous la forme du principe cosmologique. Ce principe ne repose pas sur les observations, si fragmentaires par rapport à la démesure du cosmos qu'elles ne sauraient permettre d'établir sa validité. Il constitue bien un présupposé à toute étude physique de l'Univers. Sa raison d'être tient à son caractère, indispensable à toute cosmologie scientifique, et peut-être à une certaine réaction par rapport à l'ancienne vision géocentrique ou héliocentrique : il est désormais évident qu'aucun lieu n'est privilégié dans le cosmos !
La pérennité des lois physiques est beaucoup plus problématique.[...]
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Écrit par
- Marc LACHIÈZE-REY : ancien élève de l'École nationale supérieure de la rue d'Ulm, docteur en physique, directeur de recherche émérite au CNRS
Classification
Médias
Structure de l'Univers
Encyclopædia Universalis France
Edwin Powell Hubble
The Observatories of the Carnegie Institution of Washington
Évolution de l'Univers pour les trois courbures de l'espace-temps possibles
Encyclopædia Universalis France
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