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La gravité est restée constante pendant tout l’âge de l’univers, selon une étude : ScienceAlert

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Depuis plus d’un siècle, les astronomes savent que l’Univers est en expansion depuis le Big Bang. Pendant les 8 premiers milliards d’années, le taux d’expansion était relativement constant puisqu’il était retenu par la force de gravitation.

Cependant, grâce à des missions comme la Le télescope spatial Hubbleles astronomes ont depuis appris qu’il y a environ 5 milliards d’années, le taux d’expansion s’accélérait.

Cela a conduit à la théorie largement acceptée selon laquelle une force mystérieuse est à l’origine de l’expansion (connue sous le nom de Énergie noire), tandis que certains insistent sur le fait que la force de gravité peut avoir changé au fil du temps.

Il s’agit d’une hypothèse controversée car cela signifie que Théorie générale de la relativité d’Einstein (qui a été validé neuf fois depuis dimanche) est faux.

Mais selon une nouvelle étude de l’International Enquête sur l’énergie noire (DES) Collaboration, la nature de la gravité est restée la même tout au long de l’histoire de l’Univers.

Ces découvertes interviennent peu avant deux télescopes spatiaux de nouvelle génération (Nancy Grace Roman et Euclide) sont envoyés dans l’espace pour effectuer des mesures encore plus précises de la gravité et de son rôle dans l’évolution cosmique.

La collaboration DES comprend des chercheurs d’universités et d’instituts des États-Unis, du Royaume-Uni, du Canada, du Chili, d’Espagne, du Brésil, d’Allemagne, du Japon, d’Italie, d’Australie, de Norvège et de Suisse.

Leur résultats de la troisième année ont été présentés à la Conférence internationale sur la physique des particules et la cosmologie (COSMO’22), qui a eu lieu à Rio de Janeiro du 22 au 26 août.

Ils ont également été partagés dans un article intitulé “Résultats de l’année 3 de l’enquête sur l’énergie noire : contraintes sur les extensions de Lambda CDM avec faible lentille et regroupement de galaxies” qui a paru dans le journal de l’American Physical Society Examen physique D.

d’Einstein Théorie générale de la relativitéqu’il a finalisé en 1915, décrit comment la courbure de l’espace-temps est modifiée en présence de la gravité.

Depuis plus d’un siècle, cette théorie a prédit avec précision presque tout dans notre Univers, de Mercurede l’orbite et de la lentille gravitationnelle à l’existence de trous noirs.

Mais entre les années 1960 et 1990, deux divergences ont été découvertes qui ont conduit les astronomes à se demander si la théorie d’Einstein était correcte. Premièrement, les astronomes ont noté que les effets gravitationnels des structures massives (comme les galaxies et les amas de galaxies) ne correspondaient pas à leur masse observée.

Cela a donné naissance à la théorie selon laquelle l’espace est rempli d’une masse invisible qui interagit avec la matière « normale » (c’est-à-dire « lumineuse » ou visible) via la gravité. Pendant ce temps, l’expansion observée du cosmos (et la façon dont il est soumis à l’accélération) a donné naissance à la théorie de l’énergie noire et du froid lambda. Matière noire (Lambda CDM) modèle cosmologique.

Cold Dark Matter est une interprétation où cette masse est composée de grosses particules se déplaçant lentement tandis que Lambda représente l’énergie noire. En théorie, ces deux forces constituent 95% du contenu total en masse-énergie de l’Univers, mais toutes les tentatives pour en trouver des preuves directes ont échoué.

La seule alternative possible est que la relativité doit être modifiée pour tenir compte de ces écarts. Pour savoir si c’est le cas, les membres du DES ont utilisé le Télescope Victor M. Blanco de 4 mètres au Observatoire interaméricain Cerro Telolo au Chili pour observer des galaxies jusqu’à 5 milliards d’années-lumière.

Ils espéraient déterminer si la gravité a varié au cours des 5 derniers milliards d’années (depuis le début de l’accélération) ou sur des distances cosmiques. Ils ont également consulté les données d’autres télescopes, dont celui de l’ESA Satellite de Planckqui a cartographié Fond de micro-ondes cosmique (CMB) depuis 2009.

Ils ont porté une attention particulière à la façon dont les images qu’ils ont vues contenaient de subtiles distorsions dues à la matière noire (lentilles gravitationnelles). Comme le première image libéré de la Télescope spatial James Webb (JWST) illustré, les scientifiques peuvent déduire la force de la gravité en analysant la mesure dans laquelle une lentille gravitationnelle déforme l’espace-temps.

Jusqu’à présent, la collaboration DES a mesuré les formes de plus de 100 millions de galaxies, et les observations correspondent toutes à ce que Relativité générale prédit. La bonne nouvelle est que la théorie d’Einstein tient toujours, mais cela signifie également que le mystère de l’énergie noire persiste pour le moment.

Heureusement, les astronomes n’auront pas à attendre longtemps avant que de nouvelles données plus détaillées soient disponibles. D’abord, il y a l’ESA Mission Euclide, dont le lancement est prévu au plus tard en 2023. Cette mission cartographiera la géométrie de l’Univers, en regardant 8 milliards d’années dans le passé pour mesurer les effets de la matière noire et de l’énergie noire.

D’ici mai 2027, il sera rejoint par le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, qui retracera plus de 11 milliards d’années. Ce seront les relevés cosmologiques les plus détaillés jamais réalisés et devraient fournir les preuves les plus convaincantes pour (ou contre) le modèle Lambda-CDM.

Comme l’a déclaré la co-auteure de l’étude, Agnès Ferté, qui a mené la recherche en tant que chercheuse postdoctorale au JPL, dans un récent Communiqué de presse de la NASA:

“Il y a encore de la place pour défier la théorie de la gravité d’Einstein, car les mesures deviennent de plus en plus précises. Mais nous avons encore beaucoup à faire avant d’être prêts pour Euclid et Roman. Il est donc essentiel que nous continuions à collaborer avec des scientifiques du monde entier. sur ce problème comme nous l’avons fait avec le Dark Energy Survey.”

De plus, les observations fournies par Webb des premières étoiles et galaxies de l’Univers permettront aux astronomes de tracer l’évolution du cosmos depuis ses premières périodes. Ces efforts ont le potentiel de répondre à certains des mystères les plus pressants de l’Univers.

Celles-ci incluent la manière dont la relativité et la masse et l’expansion observées de l’univers coïncident, mais pourraient également donner un aperçu de la manière dont la gravité et les autres forces fondamentales de l’univers (telles que décrites par la mécanique quantique) interagissent – un Théorie du Tout (Doigt de pied).

S’il y a une chose qui caractérise l’ère actuelle de l’astronomie, c’est la façon dont les relevés à long terme et les instruments de nouvelle génération se réunissent pour tester ce qui était jusqu’à présent l’étoffe de la théorie.

Les percées potentielles auxquelles ceux-ci pourraient conduire nous raviront et nous confondront à coup sûr. Mais à terme, ils révolutionneront notre regard sur l’Univers.

Cet article a été initialement publié par Univers aujourd’hui. Lis le article original.

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