Qu'est-ce que l'Espace ?
On le contemple chaque nuit en levant les yeux vers le ciel et on finit par imaginer qu’il est à portée de main. Pourtant, les planètes, les étoiles et autres objets visibles ne représentent qu’environ 5 % du contenu de l’Univers ! À l’occasion de la Semaine mondiale de l’espace (4–10 octobre), Equascience vous emmène voyager à travers l’immensité du cosmos, à la découverte de ses secrets.
Que désigne l'Espace ?
L’espace, c’est l’étendue qui sépare les planètes, les étoiles, les astéroïdes ou encore les galaxies. Avant le XXᵉ siècle, beaucoup de scientifiques imaginaient un « éther » pour transporter la lumière. Les expériences et théories du début des années 1900 ont rendu cette hypothèse inutile.
En réalité, l’espace est presque vide : pas d’air, très peu de matière. On y trouve bien un gaz ténu, des poussières diffuses et quelques roches, mais en quantité minime au regard des distances en jeu. Le son ne s’y propage pratiquement pas (il lui faut un milieu matériel), tandis que la lumière et les ondes radio (ondes électromagnétiques) voyagent très bien dans le vide.
Où commence l'espace ?
Une question épineuse !
Logiquement, l'Espace commence là ou l'atmosphère terrestre s'arrête. L'atmosphère terrestre, c'est l'enveloppe composée d'un mélange de plusieurs gaz qui entoure la Terre. La Station Spatiale Internationale gravite à environ 400 kilomètres de la Terre et personne n'aurait l'idée de dire qu'elle ne se trouve pas dans l'espace, or, à cette distance on trouve encore de l'atmosphère !
Il n’y a pas de « mur » : l’atmosphère décroît progressivement. Par convention, on place souvent la frontière de l’espace à 100 km d’altitude : c’est la ligne de Kármán (référence de la FAI pour les records). Et ce n'est pas si loin de nous ( ça correspond à la distance entre Paris et Rouen) ! Dans les usages américains, le seuil 80 km / 50 miles sert aussi de repère « astronaute ».
L'espace est-il infini ?
On sait que l'Univers est en expansion : les galaxies qui le composent s'éloignent les unes des autres. En moyenne, plus deux galaxies sont éloignées, plus elles s’éloignent vite (loi de Hubble-Lemaître). À l’échelle cosmique, ce n’est pas « des km par jour » : c’est l’espace lui-même qui s’étire, ce qui permet un éloignement apparent dépassant la vitesse de la lumière sans violer la relativité. La géométrie observée est très proche de la platitude, mais la topologie (infini ou fini sans bord) reste ouverte. La seule taille « propre » qu’on puisse donner est celle de l’Univers observable : vu depuis la Terre, on peut détecter des objets jusqu’à environ 46,5 milliards d’années-lumière de rayon, soit ~ 93 milliards d’années-lumière de diamètre (distances « aujourd’hui », après expansion). 93 milliards d’années-lumière correspond au diamètre de l’univers observable, pas à la distance d’un objet particulier.
Repère concret : Earendel, l’étoile la plus lointaine observée à ce jour, a été détectée grâce à un effet de « loupe gravitationnelle ». Sa lumière a voyagé environ 12,9 milliards d’années jusqu’à nous. Si l’on tient compte de l’expansion de l’Univers, cela la place aujourd’hui à environ 28 milliards d’années-lumière.
A qui appartient l'Univers ?
A personne ! En 1967, aux débuts de la conquête spatiale, une centaine de pays (Etats-Unis, France, Japon, URSS, Chine etc.) signent le Traité de l’espace extra-atmosphérique. Ce traité pose des principes clés : non-appropriation (aucune souveraineté nationale sur l’espace ou les corps célestes), liberté d’exploration et d’utilisation, et interdiction des armes de destruction massive en orbite ou dans l’espace. Les activités privées doivent être autorisées et supervisées par les États.
Mais dans les faits, les choses sont un peu plus compliquées. Plusieurs pays ont adopté des lois reconnaissant des droits sur les ressources extraites (pas sur les astéroïdes eux-mêmes), comme les États-Unis, le Luxembourg ou les Émirats Arabes Unis. Or, tous les pays ne sont pas d'accord avec cette question ! Ainsi, certains pays (comme la France) estiment que la gestion de l'État ne devrait pas se décider au niveau de chaque Etat mais à un niveau international. La coopération multilatérale progresse, (Accords Artemis, signés par la France en 2022, par exemple) !
De quoi est fait l'Univers ?
- ≈ 5 % : matière “ordinaire” (atomes, étoiles, planètes, nous).
- ≈ 27 % : matière noire, invisible, déduite par ses effets gravitationnels.
- ≈ 68 % : énergie sombre, responsable de l’accélération de l’expansion.
Ces ordres de grandeur proviennent du modèle cosmologique standard (ΛCDM) et des mesures de missions comme Planck (consolidées et largement reprises par la NASA).
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