Expliquer le développement de la structure cosmique

Des recherches menées par un jeune scientifique vietnamien à l'Université du Michigan (États-Unis) ont permis de découvrir des preuves selon lesquelles les grandes structures et les connexions entre les galaxies de l'univers se développent plus lentement que ce que prédit la théorie générale de la relativité d'Einstein.

Dr Nguyen Nhat Minh - Photo : NVCC

À mesure que le temps passe et que l'univers évolue, les scientifiques s'attendent à ce que les structures à grande échelle de l'univers – le réseau de matière qui relie les galaxies – croissent au rythme prédit par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Les régions concentrées de matière, comme les galaxies et les amas, deviennent plus denses, tandis que les régions de l'espace se vident de plus en plus.

En savoir plus sur la gravité et l'énergie noire

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont également montré qu'à mesure que l'énergie noire (un type d'énergie dont la nature est inconnue mais répandue dans l'univers) accélère l'expansion de l'univers, l'écart entre la théorie et les données devient de plus en plus évident. L'auteur principal des travaux est Nguyen Nhat Minh, un jeune cosmologiste vietnamien, ancien étudiant du département de physique théorique de l'Université des Sciences Naturelles de Hô-Chi-Minh-Ville. La découverte a été publiée dans Physical Review Letters, une revue classée première par Google Scholar en mathématiques et en physique. En raison de l'importance de cette découverte, la recherche a été qualifiée d'ouvrage exceptionnel par la rédaction de l'American Physical Society et a été relayée par de nombreuses revues de physique internationales. Les galaxies sont connectées les unes aux autres partout dans l'univers comme une toile d'araignée géante. Leur distribution dans l'espace n'est pas aléatoire, mais tend à se regrouper. En fait, l'ensemble du réseau de matière de l'univers a commencé à partir de minuscules amas de matière dans l'univers primordial, se développant progressivement en galaxies individuelles pour finalement former des amas et des filaments de galaxies. L'univers n'est pas uniquement composé de matière. Elle contient probablement aussi un composant mystérieux appelé énergie noire. L'énergie noire accélère l'expansion de l'univers tout entier. Lorsque l'énergie noire accélère l'expansion de l'univers, elle a l'effet inverse sur les grandes structures. Le Dr Nhat Minh a analysé : « Si la gravité agit comme un amplificateur qui amplifie les perturbations de la matière favorisant leur croissance en grandes structures, alors l'énergie noire agit comme un atténuateur qui affaiblit les perturbations et entrave la croissance de ces structures. » Par conséquent, selon lui, « en comprenant comment les structures de l'univers se sont assemblées et développées, nous pouvons mieux comprendre la nature de la gravité et de l'énergie noire. »

La matière de l'univers primitif s'est progressivement combinée en grandes structures cosmiques à la fin de la période - Illustration : NHAT MINH - MAI THANH

Nous avons été surpris par la grande force statistique de ces preuves d'une suppression anormale de la croissance. Honnêtement, on a l'impression que l'univers essaie de nous dire quelque chose. C'est maintenant à nous, cosmologistes, d'expliquer ces résultats.

Professeur DRAGAN HUTERER

Continuer à étudier le mouvement des galaxies

Le Dr Nhat Minh et ses collègues, le professeur Dragan Huterer et le Dr Yuewei Wen (tous deux de l'Université du Michigan), ont mené une étude sur l'évolution temporelle des grandes structures tout au long de l'évolution de l'univers, en utilisant de multiples sources de données d'exploration spatiale. Selon Michigan News, ils ont d'abord utilisé le fond diffus cosmologique (FDC), constitué de photons émis peu après le Big Bang qui a créé l'univers. Ces photons offrent un aperçu de l'univers primitif. Lorsqu'ils atteignent nos télescopes, leur trajectoire peut être déformée par la gravité des grandes structures qui les entourent. L'étude de ce phénomène permet aux chercheurs de déduire la structure et la répartition de la matière dans l'univers. Les cosmologistes ont exploité le phénomène de « déformation de la lumière provenant des galaxies lointaines d'arrière-plan par l'interaction gravitationnelle avec la matière entre elles et les télescopes », décryptant ces distorsions pour déterminer la répartition de la matière entre nous et les galaxies lointaines d'arrière-plan. « L'important est que le rayonnement de fond cosmologique et les galaxies d'arrière-plan soient situés à des distances différentes de nos télescopes. Ainsi, la faible lentille gravitationnelle des galaxies nous renseigne sur la répartition de la matière dans l'univers à une époque plus proche de nous que les informations sur la répartition de la matière déduites de la faible lentille gravitationnelle du rayonnement de fond cosmologique », a expliqué Minh au Michigan News. Pour suivre l'évolution de la structure à des époques encore plus lointaines, les cosmologistes continuent d'étudier le mouvement des galaxies dans l'univers proche. Lorsque les galaxies sont soumises à l'influence gravitationnelle des structures cosmiques, leur mouvement fournit des informations directement liées à l'évolution de cette structure.

De nouveaux résultats de recherche expliquent la « contradiction S8 » ?

La nouvelle découverte des chercheurs pourrait résoudre la « confusion S8 » en cosmologie. S8 est un paramètre qui décrit la croissance de la structure de l'univers. Le désaccord est né lorsque les scientifiques ont utilisé deux méthodes différentes pour déterminer la valeur de S8, et que les valeurs obtenues par les deux méthodes ne concordaient pas. La première méthode, qui utilisait des photons du fond diffus cosmologique, a montré une valeur S8 supérieure à celle déduite des mesures de lentille gravitationnelle faible (qui étire et déforme les formes observées des galaxies) et d'effondrement de galaxies. Aucune de ces méthodes ne mesure la croissance de la structure à l'heure actuelle. Au lieu de cela, ils étudient la structure à des époques antérieures, puis extrapolent à l'époque actuelle, en supposant que le modèle standard est le modèle correct de l'univers. La structure obtenue à partir du fond diffus cosmologique est proche de l'univers primitif, tandis que celle obtenue par lentille gravitationnelle et amas de galaxies se situe dans l'univers plus récent, plus proche de l'époque actuelle. Selon le Dr Nhat Minh, les découvertes des chercheurs sur la suppression de la croissance de la matière et de la structure dans l'univers tardif rendront les deux valeurs S8 des deux mesures complètement cohérentes l'une avec l'autre.

Tuoitre.vn