Les scientifiques ont publié l’une des cartes les plus précises de la matière dans l’univers jamais créées, avec des mesures précises de sa distribution dans l’espace.

L’une des découvertes surprenantes de la carte est que la matière n’est pas aussi « agglomérée » que le suggère notre meilleur modèle actuel de l’univers, ce qui signifie que quelque chose peut manquer à notre modèle cosmologique standard.

En aidant à révéler comment la matière du premier cosmos a été expulsée avant la formation des galaxies, des étoiles et des planètes, la nouvelle carte pourrait donner aux scientifiques une meilleure compréhension de l’évolution de l’univers.

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Après la création de la matière et son expansion rapide lors du Big Bang il y a environ 13,8 milliards d’années, l’univers s’est étendu et cette matière s’est propagée vers l’extérieur. Le refroidissement de cette matière, principalement sous forme d’hydrogène et d’hélium, a conduit à la formation des premières étoiles, qui ont ensuite synthétisé des éléments plus lourds.

En retraçant le chemin de cette matière primordiale au fur et à mesure qu’elle se répandait et en examinant comment elle est distribuée aujourd’hui, les scientifiques peuvent remonter le temps et recréer cette ère primitive de l’univers. Cependant, cela nécessite une énorme quantité de données astronomiques.

Pour la nouvelle carte, l’équipe a utilisé les données recueillies par le Chile Dark Energy Survey et le South Pole Telescope. Cette combinaison de méthodes d’observation a aidé l’équipe à s’assurer qu’une erreur dans un ensemble de mesures n’affecterait pas les résultats globaux.

« Cela fonctionne comme une validation croisée, donc cela devient une mesure beaucoup plus fiable que si vous utilisiez simplement l’un ou l’autre », a déclaré Chihwei Chang, astrophysicien à l’Université de Chicago et co-auteur de l’étude. déclaration.

La matière noire aussi

Le Dark Energy Survey, qui a sondé le ciel entre 2013 et 2019, et le télescope du pôle Sud utilisent une technique appelée lentille gravitationnelle. Parce que la masse provoque une déformation de l’espace-temps, lorsque la lumière passe d’un objet en arrière-plan à un objet massif au premier plan, elle dévie le chemin de cette lumière. Dans certains cas, cela amène l’objet au premier plan à agir comme une lentille naturelle, amplifiant la lumière de l’objet à l’arrière-plan. Plus la masse est grande, plus la courbure de l’espace-temps est grande et plus l’impact sur la lumière est extrême, ce qui signifie que les galaxies massives dans notre champ de vision forment de brillantes lentilles gravitationnelles.

Bien que la lentille gravitationnelle fonctionne bien pour suivre la matière ordinaire et quotidienne dont sont constituées les étoiles et les planètes, elle est également idéale pour suivre la matière noire, une forme mystérieuse de matière qui représente environ 85 % de la masse de l’univers. La matière noire est invisible car elle n’interagit pas avec la lumière, mais son existence peut être déduite par lentille gravitationnelle car elle interagit avec la gravité.

Recherche sur l’énergie noire au Chili. (Crédit image : Andreas Papadopoulos)

Les auteurs de l’étude ont déclaré avoir utilisé deux ensembles de données pour localiser plus précisément la matière dans l’univers que ce qui était possible lors des tentatives précédentes.

Alors que la plupart des résultats sont cohérents avec les théories actuelles de l’évolution universelle, il y avait des indications d’une bizarrerie intéressante que les tentatives d’analyse précédentes avaient également découvertes.

« Il semble y avoir un peu moins de fluctuations dans l’univers actuel que ce que nous pourrions prédire, en supposant que notre modèle cosmologique standard est lié à l’univers primitif », a déclaré Eric Baxter, astrophysicien à l’Université d’Hawaï et membre de l’équipe de recherche. déclaration.

Les résultats montrent que l’univers est moins « aggloméré » – regroupé dans certaines zones plutôt que uniformément réparti – que ce qui a été trouvé dans les modèles précédents du cosmos.

Cela peut indiquer qu’il manque quelque chose dans notre modèle de l’univers. Cependant, pour renforcer cette idée, l’écart devrait être évident dans plus d’enquêtes et de projets de cartographie.

Le projet actuel est important car il mélange deux sources de données très différentes pour fournir des informations utiles et pourrait indiquer de futures collaborations similaires à mesure que de plus en plus d’observatoires puissants seront mis en ligne.

« 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 points de vue sur l’univers. »

L’étude de l’équipe a été publiée mardi 31 janvier sous la forme de trois études distinctes dans la revue Physical Review D.

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