La meilleure carte de la plus belle carte micro-ondes cosmique – la faible preuve de la forme précoce de l'univers – a donné une confirmation précise de l'âge du cosmos et de son taux d'expansion. Mais pour certains scientifiques, les résultats offrent un manque frustrant d'indices sur les principaux mystères cosmologiques
Une nouvelle image du rayonnement de fond micro-ondes cosmique pour une partie du ciel – la zone zoomée est environ 20 fois la largeur de la lune comme on le voit depuis la Terre
Notre dernière et meilleure carte de l'univers précoce est cinq fois plus détaillée que tout ce que nous avons eu auparavant, mais bien qu'il soutienne précisément le modèle principal de l'univers, il s'agit également d'une épée à double tranchant car les nouvelles données n'offrent également aucun indice pour résoudre certains des plus grands mystères de la cosmologie.
La carte montre le fond micro-ondes cosmique (CMB), un faible rayonnement résidant des premiers stades de l'univers. Il a commencé comme la première lumière à seulement 380 000 ans après le Big Bang, mais des milliards d'années d'élargissement de l'univers ont déplacé sa fréquence du spectre visible au micro-ondes.
Maintenant, les nouvelles données du télescope de cosmologie ATACAMA (ACT) nous ont donné une image plus claire du CMB – mais uniquement de la moitié du ciel qui peut être imagée de l'emplacement de l'observatoire au Chili.
Jo Dunkley de l'Université de Princeton, qui a travaillé sur le projet, dit que les données ont cloué avec une meilleure précision les ingrédients de l'univers, sa taille, son âge et son taux d'expansion. Mais la découverte vraiment clé était que rien ne contredit le modèle de premier plan actuel de l'univers, connu sous le nom de Lambda-CDM.
Les données antérieures ont mis l'âge de l'univers à 13,8 milliards d'années et le taux auquel il se développe – connu sous le nom de Hubble Constant – entre 67 et 68 kilomètres par seconde par distance de mégaparsec de la Terre. Les données ACT le confirment essentiellement, mais augmente la précision et la confiance dans ces résultats.
Le CMB a d'abord été cartographié par Cosmic Background Explorer (COBE) de la NASA dans les années 1980 et 90, puis par la NASA Wilkinson Microwave Anisotropy sonde (WMAP) dans les années 2000, puis plus détaillé par le Spacecraft Planck de l'agence spatiale européenne, de la connaissance de la consultation et de la compréhension de plus de détails sur les MAPS de la CMB, de la COSMOLOGIE SUIVANCE SUICI Early Univers.
Une limitation d'acte est qu'il s'agit d'un télescope au sol, contrairement à ces missions spatiales précédentes, c'est pourquoi elle est limitée à seulement la moitié du ciel. Malgré cela, ACT donne non seulement une meilleure résolution et sensibilité que ces cartes précédentes, mais elle mesure également la polarisation du CMB, ou l'orientation dans laquelle les ondes lumineuses oscillent, révélant certaines informations sur la façon dont la lumière CMB a évolué au fil du temps.
«En regardant la polarisation du CMB en détail, nous aurions pu voir quelque chose de différent. Nous aurions pu voir le modèle cosmologique standard se briser», explique Dunkley. « Parce que chaque fois que vous regardez l'univers d'une manière différente, vous ne pouvez pas être sûr que votre modèle d'origine va toujours fonctionner. Nous étions tout à fait prêts à voir quelque chose quitter ce modèle, une subtilité. Mais nous ne l'avons pas fait. »
Cela peut être rassurant pour ceux qui travaillent sur Lambda-CDM, mais il n'a pas été une bonne nouvelle pour tous les scientifiques. Colin Hill à l'Université de Columbia à New York dit qu'il espérait voir des preuves dans les données d'un phénomène non encore expliqué – peut-être un nouveau type d'énergie ou de particules – qui pourrait aider à expliquer la soi-disant tension Hubble: le modèle standard et ce que nous mesurons directement.
«Nous avons tous été époustouflés par la cohérence (les données ACT) avec le modèle standard. Nous essayons tous de piquer et de promener le modèle à partir de différents aspects et de chercher un endroit où il va se craquer, et où la nature nous donnera quelque chose pour nous enfoncer les dents. Et jusqu'à présent, la nature n'a pas donné cette fissure», explique Hill.
Il dit que les théories les plus viables pour l'écart de tension Hubble nécessitent des phénomènes qui n'apparaissent tout simplement pas dans les données ACT, qui est actuellement la meilleure que nous ayons. Cela forcera les scientifiques à la planche à dessin pour rechercher une autre explication. «Les nouvelles mesures vont mettre des théoriciens, dont moi-même, dans une camisole de force encore plus serré», explique Hill. «Cela approfondit le mystère.»
ACT a collecté les données qui composent cette nouvelle carte entre 2017 et 2022, mais qui a maintenant été fermée. Dunkley dit qu'il est peu probable que nous obtenons une carte de résolution plus élevée pendant quelques années, bien qu'un nouveau télescope au Chili commencera à travailler plus tard cette année. Quant à l'autre moitié du ciel, seuls deux emplacements sur Terre pourraient être en mesure d'accueillir de nouveaux télescopes qui donneraient des résultats: le Groenland et le Tibet. Dunkley dit que, malheureusement, le Groenland n'a pas encore l'infrastructure nécessaire pour un tel projet, et le Tibet est politiquement sensible.
Jens Chluba à l'Université de Manchester, au Royaume-Uni, a déclaré que si les scientifiques du projet ont déjà travaillé avec les données, la version ouverte de la carte ACT déclenchera désormais une vague d'activités.
«L'ensemble de la communauté de cosmologie peut mettre la main sur les données et faire toute sorte d'analyse croisée avec leurs ensembles de données», explique Chluba. « C'est super excitant et je suis presque sûr qu'il y aura une explosion de publications de suivi après cela. »
