Les scientifiques ont publié une nouvelle étude sur le arXiv serveur de préimpression qui catalogue l'univers en cartographiant d'énormes amas de galaxies.
Ces amas comptent parmi les plus grands objets connus de l’univers et peuvent aider les scientifiques à tester les théories sur la formation initiale de l’univers et les règles qui le régissent aujourd’hui.
L'équipe, dirigée par des scientifiques de l'Université de Chicago, a utilisé les données du Dark Energy Survey, un projet dirigé par le Fermi National Accelerator Laboratory qui a catalogué le ciel pendant six ans depuis le sommet d'une montagne au Chili. Ils ont analysé le nombre et la répartition de ces amas de galaxies pour tenter de comprendre les lois fondamentales qui régissent l'univers.
Auparavant, des études utilisant différentes techniques avaient suggéré qu’il pourrait y avoir des fissures dans notre compréhension de ces lois. En particulier, certains suggèrent que l'univers aurait pu avoir plus de structure dans le passé que ce que prédit le modèle à partir des données actuelles. Cela pourrait indiquer la nécessité d’une révision de notre meilleur modèle actuel de l’univers, appelé modèle Lambda-CDM.
Mais la nouvelle analyse renforce le fait que le modèle Lambda-CDM reste une bonne description de ce que nous voyons autour de nous.
« Nos résultats montrent que le modèle Lambda-CDM décrit bien l'univers observable », a déclaré Chun-Hao To, chercheur postdoctoral en sciences de l'IA Eric et Wendy Schmidt à UChicago, et premier auteur de l'un des articles décrivant l'analyse.
La nouvelle étude démontre que l'utilisation d'amas de galaxies pour sonder les lois de l'univers est une méthode précieuse, a déclaré To, et établit un cadre pour analyser les données de la prochaine génération de télescopes à mesure qu'elles seront mises en ligne dans les années à venir.
Objets massifs
Si vous faisiez un zoom arrière depuis la Terre, vous verriez notre petite planète nichée dans l'un des bras spiraux de la Voie lactée. Mais si vous continuez à effectuer un zoom arrière, vous constaterez que même la Voie lactée n'est qu'une galaxie parmi une cinquantaine d'autres.
Les galaxies ont tendance à se regrouper ainsi, et même si notre groupe est l'un des plus petits, il en existe d'autres qui sont tout simplement énormes. On pense que ces gigantesques amas de galaxies comptent parmi les objets les plus massifs de l’univers.
Les scientifiques espéraient qu’en étudiant ces amas, ils pourraient trouver des indices sur de grandes questions sur l’univers, telles que la nature de la matière noire et de l’énergie noire. Ces forces sont difficiles à comprendre car nous ne pouvons pas les voir directement, mais elles rapprochent ou séparent respectivement les galaxies.
Parce que les amas sont si massifs, il est plus facile de voir les effets de la matière noire et de l’énergie noire sur eux que sur des objets plus petits.
Mais les premières études se sont heurtées à des ratés. Par exemple, des amas de galaxies peuvent se cacher les uns derrière les autres dans notre champ de vision, ce qui perturbe certains calculs.
« Parce que les amas sont un instrument de mesure très sensible, si nous recensions moins d'amas, par exemple, nous conclurions à une quantité différente de matière noire dans l'univers », a expliqué Chihway Chang, l'un des auteurs principaux de l'étude et professeur agrégé d'astronomie et d'astrophysique à UChicago.
Dans la nouvelle étude, Chang et To ont déclaré qu'ils pensaient avoir été en mesure d'expliquer ces complications et d'autres.
Ce résultat ajoute un point de données intéressant à un débat en cours dans la communauté cosmologique, connu sous le nom de « S8 tension. » S8 est un nombre qui quantifie à quel point l'univers est « grumeleux » ou quelle est sa structure. Dans des travaux antérieurs basés sur une technique différente appelée lentille gravitationnelle faible, les scientifiques ont calculé S8 comme légèrement inférieur à ce que nous déduisons de l'univers primitif sur la base du fond diffus cosmologique.
Si cela est vrai, cet écart serait intéressant car il indiquerait des trous dans le modèle Lambda-CDM.
Mais la nouvelle analyse utilisant les amas de galaxies donne raison au modèle Lambda-CDM ; le S8 la valeur est cohérente avec celle du premier univers.
« Cette approche consistant à utiliser les amas de galaxies comme test de grandes questions cosmologiques est quelque peu indépendante des autres mesures », a expliqué Chang. C'est important pour les scientifiques : s'ils obtiennent le même résultat en utilisant des approches différentes, cette conclusion a plus de chances d'être vraie.
À mesure que la prochaine génération de grands télescopes sera mise en ligne, notamment le Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time et le Nancy Grace Roman Space Telescope, ils devraient considérablement augmenter le nombre d'amas de galaxies que nous pouvons cartographier, a déclaré To.
Chaque amas de galaxies supplémentaire que nous pourrons cartographier nous offrira beaucoup plus d’informations.
« Nous sommes heureux de présenter un schéma d'analyse qui nous offre un angle différent sur l'univers », a déclaré To.
