La plus grande carte 3D de notre univers pourrait suggérer que l’énergie noire évolue avec le temps
Cela fait plus de deux décennies depuis la découverte de l’énergie noire.
Les scientifiques ont donc eu plus de 20 ans pour décoder les secrets de cette substance invisible qui semble déchirer l’univers. Pourtant, ils n’en savent encore presque rien. En fait, l’énergie noire n’est peut-être même pas une substance. Cela pourrait être une force ou même une propriété intrinsèque de l’espace lui-même.
Par exemple, le modèle standard de cosmologie – notre théorie principale de l’évolution cosmique – suggère que l’énergie sombre est inébranlable à travers l’univers et à travers le temps, ce qui en fait une propriété fondamentale de espace. Si elle était constante, la mystérieuse énergie sombre qui représente 70 % de l’univers repousserait tout le monde. étoiles et les galaxies. Cependant, la plus grande étude de l’histoire cosmique de l’univers pourrait indiquer que l’énergie sombre, également connue sous le nom de hypothétique force « anti-gravité »pourrait évoluer avec le temps plutôt que de rester constant, laissant présager un avenir moins solitaire pour les résidents de l’univers.
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Si ce premier résultat reste valable pour les observations futures, les cosmologistes devront peut-être, à tout le moins, explorer les incertitudes systématiques du modèle Lambda CDM (LCDM) dominant, un modèle mathématique de l’univers dans lequel lambda représente l’énergie sombre. Ils devront peut-être également commencer à passer au crible des dizaines d’autres modèles de notre univers pour trouver celui qui leur convient le mieux. Pourtant, les preuves sont provisoires : elles n’atteignent pas ce que l’on appelle le « seuil 5-sigma », qui détermine si un signal peut être considéré comme une découverte officielle. Ainsi, les interprétations qui émergent continuellement sur l’évolution de l’énergie noire pourraient changer avec davantage de données prévues dans les prochaines années.
« Si cela est vrai, cela bouleverse la cosmologie », a déclaré Dillon Brout de l’Université de Boston, qui mesure l’accélération de l’univers avec supernovae. Une telle découverte constituerait un « changement de paradigme dans notre réflexion sur notre meilleure compréhension de notre univers ».
Lampadaires de l’univers
Perché au sommet du télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres en Arizona Observatoire national de Kitt Peakl’instrument spectroscopique à énergie sombre, ou DESI, identifie la position d’un million de galaxies chaque mois. Grâce à ces observations, les cosmologistes peuvent mesurer le taux d’expansion de l’univers à mesure qu’il s’est accru au cours des 11 derniers milliards d’années. Ces galaxies lointaines, que l’on peut comparer aux « lampadaires de l’univers« , aident ainsi les cosmologistes à étudier l’énigme de l’énergie noire qui imprègne l’univers.
Et jeudi 4 avril, la collaboration DESI a partagé la plus grande carte 3D jamais réalisée de l’univers. Il comprend également des mesures de haute précision du taux d’expansion de l’univers au cours des 11 derniers milliards d’années. Rien qu’au cours de sa première année d’activité, DESI s’est avéré deux fois plus puissant pour mesurer l’histoire de l’expansion de l’univers primitif que son prédécesseur, le Sloan Digital Sky Survey, qui a mis plus d’une décennie pour construire une carte 3D similaire.
Il s’agit « de la prochaine génération de données que nous attendions depuis longtemps, donc c’est vraiment agréable de la voir arriver », a déclaré Brout, qui n’est pas impliqué dans la collaboration DESI.
En plus des innombrables galaxies regroupées comme des fils noués, la nouvelle carte 3D de DESI met en lumière un léger motif dans l’univers primitif connu sous le nom d’oscillations acoustiques baryoniques, ou BAO. Ces subtiles rides 3D ont traversé la matière qui existait au cours des 380 000 premières années de l’histoire de notre univers, se figeant avec le temps et se transformant en reliques d’un cosmos naissant. En cartographiant la taille de ces BAO gelés, les chercheurs ont réussi à estimer les distances des galaxies et à déduire la vitesse à laquelle l’univers se développait à différents moments.
Parce que la lumière des galaxies typiques est trop faible pour être vue, car ces galaxies sont situées très loin de nous et la lumière qu’elles émettent est d’intensité relativement faible, la collaboration DESI a également étudié plus de 400 000 objets intensément brillants appelés quasars. Alors que la lumière de ces objets glisse à travers espace interstellaireelle est absorbée par les nuages de gaz et de poussière, aidant ainsi les cosmologistes à cartographier les poches de matière dense de la même manière que les galaxies.
« Cela nous permet de regarder plus loin, jusqu’à l’époque où l’univers était très jeune », a déclaré Andreu Font-Ribera, scientifique à l’Institut de physique des hautes énergies en Espagne et membre de la collaboration DESI, dans un communiqué. déclaration. « C’est une mesure vraiment difficile à réaliser, et c’est très cool de la voir réussir. »
« Si c’est réel, nous sommes en territoire inconnu »
La conclusion préliminaire selon laquelle l’énergie noire pourrait évoluer avec temps provient d’une première analyse des données DESI combinées à des données provenant d’autres données cosmologiques. Les chercheurs ont découvert qu’un modèle variable d’énergie sombre concordait mieux avec les données que le modèle standard. Pour être clair, aucun ensemble de données ne révèle à lui seul de manière convaincante la nature évolutive de l’énergie noire, mais le signal devient légèrement plus fort lorsque tous les ensembles de données sont combinés.
« Ce n’est pas une préférence assez forte pour que je dise que Lambda CDM est faux », a déclaré à Space.com Kyle Dawson, co-porte-parole du DESI à l’Université de l’Utah. « En fait, nous n’avons jamais trouvé d’écarts par rapport à ce modèle auparavant ayant une réelle signification. »
Cependant, d’après les premières analyses, il semble que l’énergie noire soit en train de passer du statut de puissant moteur d’accélération de notre univers à celui de diminuer dans une certaine mesure, a déclaré Dawson.
« Si cela est réel, nous sommes en territoire inconnu », a déclaré Brout. La collaboration DESI a utilisé le deuxième modèle le plus simple de notre univers après Lambda CDM, ce qui n’a rien de remarquable si ce n’est sa capacité à aider les cosmologistes à vérifier les écarts par rapport au modèle standard. Si les futures observations en cours révèlent effectivement que l’énergie noire évolue avec le temps, des dizaines d’autres modèles deviendraient également viables, et les cosmologistes devraient commencer à les tester tous individuellement, a déclaré Brout.
« Si ce n’est pas Lambda CDM, qui sait ? »