octobre 3, 2022

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Une nouvelle étude confirme que la gravité est restée constante tout au long de la vie de l’univers

Depuis plus d’un siècle, les astronomes savent que l’univers est en expansion depuis le Big Bang. Au cours des huit premiers milliards d’années, le taux d’expansion était relativement constant car il était entravé par la force de gravité. Cependant, grâce à des missions comme Le télescope spatial Hubble, les astronomes ont depuis appris que depuis près de cinq 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 d’énergie noire), tandis que certains insistent sur le fait que la force de gravité peut avoir changé avec le temps.

C’est une hypothèse controversée car cela signifie que Théorie générale de la relativité d’Einstein (Validé neuf voies à partir de dimanche) Erreur. Mais selon une nouvelle étude internationale, Enquête sur l’énergie noire (DES) En coopération, la nature de la gravité est restée la même tout au long de l’histoire de l’univers. Ces résultats arrivent peu de temps avant qu’il y ait deux télescopes de nouvelle génération (Nancy Grace Roman Et le Euclide) dans l’espace pour effectuer des mesures plus précises de la gravité et de son rôle dans l’évolution cosmique.

DES Collaboration rassemble 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. elles ou ils Résultats de la troisième année Présenté dans Conférence internationale sur la physique des particules et la cosmologie (COSMO’22), organisé à Rio de Janeiro du 22 au 26 août. Ils ont également été partagés dans un article intitulé « Résultats de l’enquête sur l’énergie noire de l’année 3 : contraintes d’extension au CDM Lambda avec faiblesse de la lentille et regroupement galactiquePrésenté dans l’American Physical Society examen physique d.

La théorie générale de la relativité d’Einstein, qu’il a finalisée en 1915, décrit comment la courbure de l’espace-temps change en présence de la gravité. Depuis plus d’un siècle, cette théorie a prédit avec précision presque tout dans notre univers, de l’orbite et des lentilles gravitationnelles de Mercure à l’existence de trous noirs. Mais entre les années 1960 et 1990, deux contradictions ont été découvertes qui ont incité les astronomes à se demander si la théorie d’Einstein était correcte. Premièrement, les astronomes notent que les effets gravitationnels des structures massives (telles que les galaxies et les amas de galaxies) ne correspondent 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 » (également appelée « lumineuse » ou visible) par gravité. Pendant ce temps, l’expansion observée de l’univers (et la façon dont il subit une accélération) a donné naissance à la théorie de l’énergie noire et au modèle Lambda Cold Dark Matter (Lambda CDM). La matière noire froide est une explication où cette masse est constituée de grosses particules se déplaçant lentement tandis que lambda représente l’énergie noire. En théorie, ces deux forces représentent 95% de la teneur totale en énergie de masse 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 contradictions. Pour voir si c’est le cas, les membres DES utilisent l’extension Le télescope Victor M Blanco mesure 4 mètres de long dans le Observatoire panaméricain Cerro Tilolo Au Chili, pour observer des galaxies à 5 milliards d’années-lumière. Ils espéraient déterminer si la gravité a changé au cours des cinq derniers milliards d’années (depuis le début de l’accélération) ou à des distances cosmiques. Ils ont également consulté les données d’autres télescopes, dont l’Agence spatiale européenne Satellite de Planckqui cartographie le fond diffus cosmologique (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). Tel que La première image libéré de Télescope spatial James Webb JWST explique que les scientifiques peuvent déduire la force de la gravité en analysant à quel point 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 toutes les observations correspondent à ce que prédit la relativité générale. La bonne nouvelle est que la théorie d’Einstein tient toujours, mais cela signifie également que le mystère de l’énergie noire demeure pour l’instant.

Vue d’artiste du télescope spatial romain Nancy Grace, nommé d’après le premier astronome en chef de la NASA. Crédits : NASA

Heureusement, les astronomes n’auront pas à attendre longtemps avant que de nouvelles données plus détaillées soient disponibles. Il y a d’abord l’Agence spatiale européenne Euclide expéditionSon lancement est prévu pour 2023 au plus tard. 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, la NASA le rejoindra Télescope spatial romain Nancy Grace, qui retracera plus de 11 milliards d’années. Ce seront les relevés cosmiques 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 Jet Propulsion Laboratory, 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, à mesure que les mesures deviennent plus précises. Mais nous avons encore beaucoup à faire avant d’être prêts pour Euclide et Romain. Il est donc impératif que nous continuions à collaborer avec des scientifiques du monde entier sur ce problème comme nous l’avons fait avec l’Energy Survey. the dark ».

De plus, les notes que vous avez fournies la toile L’une des plus anciennes étoiles et galaxies de l’univers permettra aux astronomes de cartographier l’évolution de l’univers depuis ses premières périodes. Ces efforts ont le potentiel de répondre à certains des mystères les plus urgents de l’univers. Cela inclut la façon dont la relativité et la masse observée correspondent à l’expansion de l’univers, mais cela peut également donner un aperçu de la façon dont la gravité et d’autres forces fondamentales de l’univers (telles que décrites dans la mécanique quantique) interagissent – théorie de 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 longue portée et les outils de nouvelle génération se combinent pour tester ce qui était jusqu’à présent du matériel théorique. Les piratages potentiels auxquels cela pourrait mener nous raviront et nous confondront à coup sûr. Mais à la fin, ils révolutionneront la façon dont nous regardons l’univers.

Lecture approfondie : Nasa