Scientists release new map of all the matter in the universe

Parfois, pour savoir quel est le problème, il faut d’abord le trouver.

Lorsque l’univers a commencé, la matière a été rejetée et progressivement les planètes, les étoiles et les galaxies que nous connaissons et aimons aujourd’hui se sont formées. En assemblant soigneusement une carte de cette matière aujourd’hui, les scientifiques peuvent essayer de comprendre les forces qui ont façonné l’évolution de l’univers.

Un groupe de scientifiques, dont plusieurs de l’Université de Chicago et du Fermi National Accelerator Laboratory, ont publié l’une des mesures les plus précises jamais réalisées sur la répartition de la matière dans l’univers aujourd’hui.

Combinant les données de deux grands relevés de télescopes de l’univers, le Dark Energy Survey et le South Pole Telescope, l’analyse a impliqué plus de 150 chercheurs et a été publiée sous la forme d’un ensemble de trois articles le 31 janvier dans Examen physique D.

Entre autres résultats, l’analyse indique que la matière n’est pas aussi “grumeleuse” que ce à quoi nous nous attendions sur la base de notre meilleur modèle actuel de l’univers, ajoutant à un ensemble de preuves qu’il peut manquer quelque chose dans notre modèle standard existant de l’univers. .

refroidissement et grumeaux

Après que le Big Bang ait créé toute la matière de l’univers en quelques instants très chauds et intenses il y a environ 13 milliards d’années, cette matière s’est étalée, refroidie et agglomérée au fur et à mesure. Les scientifiques sont très intéressés à tracer le chemin de cette question; En voyant où tout cela s’est terminé, ils peuvent essayer de recréer ce qui s’est passé et quelles forces auraient dû être en jeu.

La première étape consiste à collecter d’énormes quantités de données avec des télescopes.

Dans cette étude, les scientifiques ont combiné les données de deux télescopes très différents : le Dark Energy Survey, qui a sondé le ciel pendant six ans depuis le sommet d’une montagne au Chili, et le South Pole Telescope, qui recherche de faibles traces de rayonnement encore en voyageant. à travers le ciel depuis les premiers instants de l’univers.

La combinaison de deux méthodes différentes d’observation du ciel réduit la possibilité que les résultats soient faussés par une erreur dans l’une des méthodes de mesure. “Cela fonctionne comme une contre-vérification, donc cela devient une mesure beaucoup plus robuste que si vous utilisiez simplement l’un ou l’autre”, a déclaré l’astrophysicien de UChicago Chihway Chang, l’un des principaux auteurs des études.

Dans les deux cas, l’analyse a porté sur un phénomène appelé “lentille gravitationnelle”. Lorsque la lumière voyage à travers l’univers, elle peut se plier légèrement lorsqu’elle passe devant des objets avec beaucoup de gravité, comme les galaxies.

Cette méthode capture à la fois la matière ordinaire et la matière noire, la forme mystérieuse de matière que nous n’avons détectée qu’en raison de ses effets sur la matière ordinaire, car la matière ordinaire et la matière noire exercent toutes deux une gravité.

En analysant rigoureusement ces deux ensembles de données, les scientifiques ont pu déduire où finissait toute la matière de l’univers. C’est plus précis que les mesures précédentes – c’est-à-dire qu’il réduit les chances de savoir où cette affaire s’est terminée – par rapport aux analyses précédentes, ont déclaré les auteurs.

La plupart des résultats correspondent parfaitement à la meilleure théorie de l’univers actuellement acceptée.

Mais il y a aussi des signes de fissure, celle qui a également été suggérée dans le passé par d’autres analyses.

“Il semble qu’il y ait un peu moins de fluctuations dans l’univers aujourd’hui que nous ne le prévoyions en supposant que notre modèle cosmologique standard soit ancré à l’univers primitif”, a déclaré Eric Baxter, co-auteur de l’analyse et astrophysicien de l’Université d’Hawaï (UChicago Ph.D. ‘). 14). ).

Autrement dit, si vous créez un modèle qui intègre toutes les lois physiques actuellement acceptées, puis prenez les lectures depuis le début de l’univers et extrapolez-les au fil du temps, les résultats semblent légèrement différents de ce que nous mesurons réellement autour de nous aujourd’hui.

Plus précisément, les lectures d’aujourd’hui montrent que l’univers est moins “grumeleux” (regroupé dans certaines zones plutôt que uniformément réparti) que le modèle ne le prédisait.

Si d’autres études continuent à trouver les mêmes résultats, disent les scientifiques, cela peut signifier qu’il manque quelque chose à notre modèle existant de l’univers, mais les résultats ne sont toujours pas au niveau statistique que les scientifiques considèrent comme blindé. Cela nécessitera une étude plus approfondie.

Cependant, l’analyse est une étape importante, car elle a fourni des informations utiles à partir de deux relevés de télescope très différents. Il s’agit d’une stratégie attendue depuis longtemps pour l’avenir de l’astrophysique, car d’autres grands télescopes seront mis en ligne dans les décennies à venir, mais peu ont encore été réalisés.

“Je pense que cet exercice a montré à la fois les défis et les avantages de faire ce type d’analyse”, a déclaré Chang. “Il y a beaucoup de nouvelles choses que vous pouvez faire lorsque vous combinez ces différents angles de vue sur l’univers.”

Le chercheur associé Kavli à l’Université de Chicago, Yuuki Omori, était également co-auteur principal des articles.