Les scientifiques ont créé la carte la plus détaillée de la matière de l’Univers et cela met en évidence qu’il pourrait manquer quelque chose dans le modèle de l’univers. Conçue en combinant les données de deux télescopes observant différents types de lumière, la dernière carte a révélé que l’Univers est moins granuleux que ce que les modèles précédents prévoyaient. Un signe évident que le vaste réseau cosmique reliant les galaxies est moins compris que ce que les scientifiques pensaient.
Une étrange discordance
Selon notre compréhension actuelle, l’Univers est un immense réseau de routes célestes qui se croisent, formées d’hydrogène gazeux et de matière noire. Prenez forme après le Big Bang chaotique, ces routes se sont formées comme les grumeaux de la bouillie bouillante de l’Univers jeune. Là où plusieurs fils du réseau se croisaient, il y avait suffisamment de matière pour former des galaxies.
Mais la nouvelle carte de l’Univers, publiée le 31 janvier, accompagnée de 3 études scientifiques séparées (réf.) (réf.) (réf.) publiées dans la revue Physical Review D, montre tout autre chose. Dans de nombreuses parties du cosmos, la matière est moins dense et plus uniformément répartie que ce qui devrait être. « Il semble qu’il y ait un peu moins de fluctuations dans l’univers actuel que nous prévoyons en adoptant notre modèle cosmologique standard ancré dans l’univers primordial », a déclaré le coauteur Eric Baxter, astrophysicien de l’Université d’Hawaii.
L’histoire de l’Univers
Selon le modèle standard, l’Univers a commencé à prendre forme après le Big Bang, lorsque le jeune cosmos était peuplé de particules de matière et d’antimatière qui se détruisaient mutuellement au contact. La plupart des éléments constitutifs de l’Univers ont été balayés de cette manière. Mais le tissu de l’espace-temps en expansion rapide, ainsi que certaines fluctuations quantiques, ont permis à certaines poches de plasma primordial de survivre.
La force de gravité a rapidement comprimé ces poches de plasma sur elles-mêmes, réchauffant la matière tout en étant écrasées les unes contre les autres. À ce stade, la plupart de la matière de l’Univers était distribuée sous forme de nombreux filaments fins entourant d’innombrables videcosmiques. Une fois que cette matière, principalement de l’hydrogène et de l’hélium, s’est suffisamment refroidie, elle s’est encore coagulée pour donner naissance aux premières étoiles qui, à leur tour, ont forge des éléments de plus en plus lourds par fusion nucléaire.
Comment la carte a été construite
Pour arriver à la dernière carte de l’Univers, les chercheurs ont combiné les observations effectuées par le Dark Energy Survey au Chili et le South Pole Telescope, situé en Antarctique. Le premier a balayé le ciel dans les fréquences ultraviolette, visible et proche infrarouge de 2013 à 2019. Le second étudie les émissions de microondes qui constituent le fond de rayonnement. Bien qu’ils observent des longueurs d’onde différentes de la lumière, les deux télescopes ont utilisé une technique appelée lentille gravitationnelle pour cartographier l’agrégation de la matière.
La lentille gravitationnelle se produit lorsqu’un objet cosmique massif se trouve entre nos télescopes et sa source. Ainsi, la lumière provenant d’un point derrière l’objet cosmique massif apparaît déformée, en proportion de la masse présente dans ce espace. Cela en fait une excellente outil pour tracer la matière et sa mystérieuse matière noire. En effet, malgré le fait que la matière noire représente 85% de l’Univers, elle n’interagit pas avec la lumière à moins de la déformer par la gravité générée par sa masse.
Avec cette approche, les chercheurs ont utilisé les données des deux télescopes pour localiser la position de la matière. « Cela fonctionne comme un contrôle croisé, ce qui en fait une mesure beaucoup plus robuste que si l’on utilisait seulement l’un ou l’autre », a déclaré le principal auteur Chihway Chang, astrophysicien de l’Université de Chicago.
Les explications possibles de l’écart
La carte de l’Univers produite par les chercheurs correspondait parfaitement à notre compréhension de l’évolution de l’univers, à l’exception d’une différence clé. L’univers semble plus uniformément distribué et moins regroupé que ne le suggère le modèle standard de la cosmologie. Il y a deux explications possibles.
La première est que nous observons simplement l’Univers de manière trop imprécise. Ainsi, l’écart modèle disparaîtra à mesure que nous aurons des outils plus précis pour examiner l’Univers. La seconde, et plus significative, possibilité est que notre modèle cosmologique manque de lois physiques importantes. Découvrir les lois manquantes nécessitera des enquêtes croisées et des cartographies, ainsi qu’une révision plus approfondie de la compréhension des contraintes cosmologiques.
« Il n’y a actuellement aucune explication physique connue pour cette discordance », ont écrit les chercheurs dans l’un des études. « La croisement des analyses futures permettra des études de corrélation considérablement plus puissantes qui fourniront des contraintes cosmologiques plus précises et plus précises qui nous permettront de continuer à stresser le modèle standard de la cosmologie ».
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