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Un « arc géant » s’étendant sur 3,3 milliards d’années-lumière à travers le cosmos ne devrait pas exister

Un croissant de galaxies récemment découvert couvrant 3,3 milliards lumièreannées est l’une des plus grandes structures connues de l’univers et remet en question certaines des hypothèses les plus élémentaires des astronomes sur le cosmos.

L’arrangement épique, appelé l’Arc géant, se compose de galaxies, d’amas galactiques et de beaucoup de gaz et de poussière. Il est situé à 9,2 milliards d’années-lumière et s’étend sur environ un quinzième de l’univers observable.

Sa découverte était « fortuite », a déclaré à 45Secondes.fr Alexia Lopez, doctorante en cosmologie à l’Université de Central Lancashire (UCLan) au Royaume-Uni. Lopez assemblait des cartes d’objets dans le ciel nocturne en utilisant la lumière d’environ 120 000 quasars — noyaux lumineux lointains de galaxies où supermassifs trous noirs consomment de la matière et crachent de l’énergie.

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Lorsque cette lumière traverse la matière entre nous et les quasars, elle est absorbée par différents éléments, laissant des traces révélatrices qui peuvent donner aux chercheurs des informations importantes. En particulier, Lopez a utilisé les marques laissées par magnésium pour déterminer la distance au gaz et à la poussière intervenant, ainsi que la position du matériau dans le ciel nocturne.

De cette façon, les quasars agissent « comme des projecteurs dans une pièce sombre, éclairant cette matière intermédiaire », a déclaré Lopez.

Au milieu des cartes cosmiques, une structure a commencé à émerger. « C’était en quelque sorte un indice d’un grand arc », a déclaré Lopez. « Je me souviens être allé chez Roger [Clowes] et en disant ‘Oh, regarde ça.' »

Clowes, son conseiller de doctorat à l’UCLan, a suggéré une analyse plus approfondie pour s’assurer qu’il ne s’agissait pas d’un alignement aléatoire ou d’une astuce des données. Après avoir effectué deux tests statistiques différents, les chercheurs ont déterminé qu’il y avait moins de 0,0003 % de probabilité que l’arc géant ne soit pas réel. Ils ont présenté leurs résultats le 7 juin lors de la 238e réunion virtuelle de l’American Astronomical Society.

Disposition de l'arc géant

Une représentation de la structure de l’Arc géant montrée en gris, avec des quasars de voisinage superposés, montrée en bleu. Une tentative d’association peut être observée entre ces deux ensembles de données. (Crédit image : Alexia Lopez/UCLan)

Mais la découverte, qui prendra sa place dans la liste des plus grandes choses du cosmos, sape une attente fondamentale à propos de l’univers. Les astronomes ont longtemps adhéré à ce que l’on appelle le principe cosmologique, selon lequel, aux plus grandes échelles, la matière est plus ou moins uniformément répartie dans l’espace.

L’Arc géant plus grand que d’autres énormes assemblées, comme la Grande Muraille de Sloan et le Mur du pôle Sud, dont chacun est éclipsé par des caractéristiques cosmiques encore plus grandes.

« Il y a eu un certain nombre de structures à grande échelle découvertes au fil des ans », a déclaré Clowes à 45Secondes.fr. « Ils sont si grands que vous vous demandez s’ils sont compatibles avec le principe cosmologique. »

Le fait que de telles entités colossales se soient regroupées dans des coins particuliers du cosmos indique que la matière n’est peut-être pas répartie uniformément dans l’univers.

Mais le modèle standard actuel de l’univers est fondé sur le principe cosmologique, a ajouté Lopez. « Si nous constatons que ce n’est pas vrai, nous devons peut-être commencer à examiner un autre ensemble de théories ou de règles. »

Lopez ne sait pas à quoi ressembleraient ces théories, bien qu’elle ait mentionné l’idée de modifier le fonctionnement de la gravité aux plus grandes échelles, une possibilité qui a été populaire auprès d’un petit mais fort contingent de scientifiques ces dernières années.

Daniel Pomarède, cosmographe à l’Université Paris-Saclay en France qui a co-découvert le mur du pôle Sud, a convenu que le principe cosmologique devrait dicter une limite théorique à la taille des entités cosmiques.

Certaines recherches ont suggéré que les structures devraient atteindre une certaine taille et ensuite être incapables de devenir plus grandes, a déclaré Pomarède à 45Secondes.fr. « Au lieu de cela, nous continuons à trouver ces structures de plus en plus grandes. »

Pourtant, il n’est pas tout à fait prêt à rejeter le principe cosmologique, qui a été utilisé dans les modèles de l’univers depuis environ un siècle. « Ce serait très audacieux de dire qu’il sera remplacé par autre chose », a-t-il déclaré.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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