Densité de l'Univers

La densité de l'Univers peut désigner le rapport entre la matière ordinaire, la matière noire ou encore la lumière contenue dans l'Univers et son volume. La densité moyenne de la matière ordinaire dans l'Univers est estimée à 0,20-0,25 proton par mètre cube[1],[2],[3]. À titre de comparaison, l’atmosphère terrestre est 2 × 1027 fois plus dense[4].

La densité moyenne de matière baryonique dans l'Univers se situe entre 1,7 × 10−31 et 4,1 × 10−31 grammes par centimètre cube[5].

La densité moyenne de matière varie fortement dans l'Univers et le vide intergalactique est cent-mille fois plus vide que le vide interstellaire à l’intérieur de notre galaxie[6].

Évolution lors des différentes ères cosmologiques

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L'évolution de la densité cosmologique suit différentes lois dans le modèle standard de la cosmologie. On peut les dériver, suivant les différentes ères cosmologiques, de l'équation de conservation de l'énergie et des équations de Friedmann-Lemaître.

Dans tous les cas :

est la constante de Hubble.

Ère radiative

Pour les espèces relativistes :

est le facteur d'échelle cosmologique.

donc :

et avec la température de l'Univers :

Ère de la matière

Pour les espèces non relativistes :

donc :

Ère de l'énergie noire

donc :

Références

  1. Rees, M., Just Six Numbers, (2000) Orion Books, London, p. 81, p. 82
  2. « Universe 101 », NASA (consulté le ) : « The actual density of atoms is equivalent to roughly 1 proton per 4 cubic meters. »
  3. (en) Licia Verde, Alan F. Heavens, Will J. Percival et Sabino Matarrese, « The 2dF Galaxy Redshift Survey: the bias of galaxies and the density of the Universe », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 335, no 2, , p. 432–440 (ISSN 0035-8711, DOI 10.1046/j.1365-8711.2002.05620.x, lire en ligne, consulté le )
  4. (en) « Taking the Measure of Nothing in the Universe », sur Discover Magazine (consulté le ).
  5. (en) C. J. Copi, D. N. Schramm et M. S. Turner, « Big-bang nucleosynthesis and the baryon density of the universe », Science, vol. 267, no 5195, , p. 192–199 (ISSN 0036-8075 et 1095-9203, PMID 7809624, DOI 10.1126/science.7809624, lire en ligne, consulté le ).
  6. Pierre Brisson, « Comme l’infiniment petit, l’infiniment grand est constitué surtout de vide mais il est tout autant structuré », sur Exploration spatiale, (consulté le )

Voir aussi

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