L’une des études les plus précises de la structure de l’univers a suggéré qu’il est “moins grumeleux” que prévu, dans des découvertes qui pourraient indiquer des forces mystérieuses à l’œuvre.
Observations du Dark Energy Survey et du télescope du pôle Sud retracer la distribution de la matière dans le but de comprendre les forces concurrentes qui ont façonné l’évolution de l’univers et régissent son destin ultime. L’analyse extraordinairement détaillée s’ajoute à un ensemble de preuves qui suggèrent qu’un élément crucial pourrait manquer dans le soi-disant modèle standard de physique.
« Il semble y avoir un peu moins [clumpiness] dans l’univers actuel que nous ne prévoyions en supposant que notre modèle cosmologique standard soit ancré dans l’univers primitif”, a déclaré Eric Baxter, astrophysicien à l’Université d’Hawaï et co-auteur de l’étude.
Les résultats n’ont pas atteint le seuil statistique que les scientifiques considèrent comme suffisamment blindé pour revendiquer une découverte, mais ils viennent après des résultats similaires d’enquêtes précédentes qui laissent entendre qu’un fossé pourrait s’ouvrir entre les prédictions théoriques et ce qui se passe réellement dans l’univers. .
“Si la découverte tient, c’est très excitant”, a déclaré le Dr Chihway Chang, astrophysicien à l’Université de Chicago et auteur principal. « Le but de la physique est de tester des modèles et de les casser. Dans le meilleur des cas, cela nous aide à mieux comprendre la nature de la matière noire et de l’énergie noire.”
Depuis le Big Bang il y a 13 milliards d’années, l’univers est en expansion, mais la matière s’est également refroidie et s’agglutine alors que la gravité rassemble les zones les plus denses, créant un réseau cosmique d’amas et de filaments de galaxies. Alors que les scientifiques s’efforçaient de comprendre ce bras de fer cosmique, une étrange image est apparue dans laquelle seulement 5% environ du contenu de l’univers est de la matière ordinaire. Environ 25% est ce qu’on appelle la matière noire, une masse invisible qui contribue gravitationnellement, mais qui est autrement invisible. Les 70% restants sont de l’énergie noire, un phénomène mystérieux qui expliquerait pourquoi l’expansion de l’univers s’accélère au lieu d’être ralentie par la gravité.
Les derniers travaux utilisent les données du Dark Energy Survey, qui a sondé le ciel pendant six ans depuis le sommet d’une montagne au Chili, et du télescope du pôle Sud, qui recherche les faibles traces de rayonnement traversant le ciel depuis les premiers instants de l’univers. . Dans les deux cas, l’analyse utilise un phénomène appelé lentille gravitationnelle, par lequel la lumière est légèrement courbée lorsqu’elle passe par des objets massifs, tels que des galaxies et des amas de matière noire, permettant aux scientifiques de déduire la distribution de la matière dans l’univers. .
Séparément, les scientifiques peuvent déduire la structure du tout premier univers à partir de la chaleur laissée par le big bang et utiliser des modèles informatiques pour “avancer rapidement” pour voir si les modèles correspondent aux observations.
L’analyse indique que la question n’est pas aussi “grumeleuse” que prévu. Selon le professeur Carlos Frenk, cosmologiste à l’Université de Durham qui n’a pas participé à la recherche, il y a trois explications possibles. Premièrement, cela pourrait être le résultat d’un bruit dans les données ou d’une erreur systématique dans le télescope. Il est également possible que, plutôt qu’une réécriture majeure de la théorie cosmologique, un phénomène astronomique mal compris puisse expliquer les résultats. “Par exemple, les trous noirs supermassifs au centre des galaxies peuvent produire d’énormes jets de rayonnement qui peuvent, en principe, déplacer la matière et la lisser un peu”, a-t-il déclaré.
La troisième option, et la plus excitante, est que l’écart s’explique par une physique entièrement nouvelle, comme l’existence de nouveaux types de neutrinos, le comportement exotique de l’énergie noire ou des formes non conventionnelles de matière noire. “Des trois possibilités, j’espère que c’est la dernière, j’ai peur que ce soit la deuxième mais je soupçonne que ce soit la première”, a déclaré Frenk.
Les résultats sont publiés dans la revue Physical Review D..