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Pourquoi la cosmologie semble être prise dans un changement d'ambiance

Dark Matter Core Defies Explanation NASA ID: GSFC_20171208_Archive_e001774 NASA image release March 2, 2012 This composite image shows the distribution of dark matter, galaxies, and hot gas in the core of the merging galaxy cluster Abell 520, formed from a violent collision of massive galaxy clusters. The natural-color image of the galaxies was taken with NASA

Que vous appeliez cela un changement d’ambiance ou un changement de paradigme, les physiciens doivent être prêts à remettre en question leur compréhension fondamentale de l’univers sans peur ni nostalgie.

Le noyau de matière noire défie toute explication ID NASA : GSFC_20171208_Archive_e001774 Image de la NASA publiée le 2 mars 2012. Cette image composite montre la répartition de la matière noire, des galaxies et des gaz chauds au cœur de l'amas de galaxies en fusion Abell 520, formé à partir d'une violente collision d'amas de galaxies massifs. L'image des galaxies en couleurs naturelles a été prise avec le télescope spatial Hubble de la NASA et avec le télescope Canada-France-Hawaï à Hawaï. Sont superposés à l'image "fausse couleur" des cartes montrant la concentration de lumière des étoiles, de gaz chauds et de matière noire dans l'amas. La lumière des étoiles des galaxies, dérivée des observations du télescope Canada-France-Hawaï, est de couleur orange. Les régions teintées en vert montrent des gaz chauds, détectés par l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Le gaz est la preuve qu'une collision a eu lieu. Les zones de couleur bleue indiquent l’emplacement de la majeure partie de la masse dans l’amas, dominée par la matière noire. La matière noire est une substance invisible qui constitue la majeure partie de la masse de l'univers. La carte de la matière noire a été dérivée des observations de la caméra planétaire à large champ Hubble 2, en détectant la manière dont la lumière provenant d'objets distants est déformée par les amas de galaxies, un effet appelé lentille gravitationnelle. Le mélange de bleu et de vert au centre de l'image révèle qu'un amas de matière noire réside à proximité de la plupart des gaz chauds, là où se trouvent très peu de galaxies. Cette découverte confirme les observations précédentes d'un noyau de matière noire dans l'amas. Le résultat pourrait constituer un défi pour les théories fondamentales de la matière noire, qui prédisent que les galaxies devraient être ancrées à la matière noire, même lors du choc d’une collision. Abell 520 réside à 2,4 milliards d'années-lumière. Pour en savoir plus, rendez-vous sur : www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/dark-matter-cor... Crédits : NASA, ESA, CFHT, CXO, MJ Jee (Université de Californie, Davis) et A. Mahdavi (Université d'État de San Francisco)

Il y a quelques années, Internet s’est enflammé en parlant d’un « changement d’ambiance » dans ce qui est considéré comme cool. Les jeans skinny et le minimalisme étaient finis ; les pantalons amples et les cheveux en désordre étaient à la mode. Cela a provoqué une légère panique chez les millennials vieillissants du monde entier, car ils se sont rendu compte qu'ils étaient soudainement déconnectés.

Aujourd’hui, quelque chose de similaire se produit en cosmologie. Pendant des années, les physiciens pensaient avoir une compréhension approfondie du fonctionnement de l’univers, un cadre simple et élégant appelé modèle standard de la cosmologie qui rendait parfaitement compte de la façon dont il a commencé et évolué. Au cœur du modèle se trouve l’énergie noire, une force que nous ne pouvons certes pas identifier mais qui se comporte de manière prévisible pour forcer l’expansion de l’univers.

Puis, l’année dernière, les résultats explosifs d’une étude au télescope ont semblé montrer l’impensable : l’énergie noire s’est affaiblie au cours de l’histoire de l’univers. Si cela est vrai, alors le modèle standard de la cosmologie devra être réécrit. Dans un ensemble de trois fonctionnalités spéciales, nous explorons la beauté du modèle standard, révélons à quel point il est réellement menacé et explorons ce qui pourrait le remplacer.

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Là où l’attachement à l’ancien modèle est motivé par la peur ou la nostalgie, cela ne suffit pas
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Il faut cependant admettre que de nombreux physiciens hésitent encore à abandonner leur modèle chéri. Dans une certaine mesure, c'est assez juste. Comme c’est le cas pour tant de résultats apparemment convaincants en physique moderne, les découvertes sur l’énergie noire pourraient ne pas résister à l’épreuve du temps. Mais là où l'attachement à l'ancien modèle est motivé par la peur de l'inconnu ou la nostalgie des temps plus simples, cela ne suffit pas.

Les scientifiques ont tendance à ne pas parler de changements d’ambiance, mais de changements de paradigme – des périodes au cours desquelles notre vision de la compréhension change fondamentalement. L’histoire nous enseigne que les changements de paradigme sont une bonne chose. Elles sont certes déconcertantes, mais permettent de voir plus clairement la réalité. Nous ne savons pas encore si le défi lancé à l’énergie noire équivaudra réellement à un changement de paradigme semblable aux révolutions quantiques ou coperniciennes – mais si tel est le cas, nous considérerons cette période de la cosmologie comme une période passionnante pour vivre. Apportez la nouvelle ambiance.

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