Chloé Leroy
À mesure que l’univers évolue, les scientifiques s’attendent à ce que les grandes structures cosmiques se développent à un certain rythme : les régions denses telles que les amas de galaxies deviendraient as well as denses, tandis que le vide de l’espace se viderait.
Mais des chercheurs de l’Université du Michigan ont découvert que la vitesse à laquelle ces grandes constructions se développent est plus lente que celle prévue par la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Ils ont également montré que, à mesure que l’énergie noire accélère l’expansion globale de l’univers, la suppression de la croissance de la structure cosmique que les chercheurs constatent dans leurs données est encore additionally importante que ce que prédit la théorie. Leurs résultats sont publiés dans Actual physical Assessment Letters.
Les galaxies s’étendent dans tout notre univers comme une toile d’araignée cosmique géante. Leur répartition n’est pas aléatoire. Au lieu de cela, ils ont tendance à se regrouper. En fait, l’ensemble de la toile cosmique a commencé comme de minuscules amas de matière dans l’univers primitif, qui se sont progressivement développés en galaxies individuelles, et finalement en amas et filaments de galaxies.
“Tout au extensive du temps cosmique, un petit amas de masse apparel et accumule de as well as en additionally de matière de sa région locale par interaction gravitationnelle. À mesure que la région devient de in addition en moreover dense, elle finit par s’effondrer sous sa propre gravité”, a déclaré Minh Nguyen, auteur principal. de l’étude et de la recherche postdoctorale au Département de physique de l’UM.
“A mesure qu’ils s’effondrent, les touffes deviennent moreover denses. C’est ce que nous entendons par croissance. C’est comme un métier à tisser où les effondrements en une, deux et trois dimensions ressemblent à une feuille, un filament et un nœud. La réalité est une mélange des trois cas, et vous avez des galaxies vivant le very long des filaments tandis que des amas de galaxies – des groupes de milliers de galaxies, les objets les furthermore massifs de notre univers délimités par la gravité – se trouvent aux nœuds. »
L’univers n’est pas seulement constitué de matière. Il contient également probablement un composant mystérieux appelé énergie noire. L’énergie noire accélère l’expansion de l’univers à l’échelle mondiale. Alors que l’énergie noire accélère l’expansion de l’univers, elle a l’effet inverse sur les grandes structures.
“Si la gravité agit comme un amplificateur renforçant les perturbations de la matière pour se transformer en une framework à grande échelle, alors l’énergie noire agit comme un atténuateur atténuant ces perturbations et ralentissant la croissance de la construction”, a déclaré Nguyen. “En examinant comment la composition cosmique s’est regroupée et s’est développée, nous pouvons essayer de comprendre la nature de la gravité et de l’énergie noire.”
Nguyen, Dragan Huterer, professeur de physique à l’UM, et Yuewei Wen, étudiant diplômé de l’UM, ont examiné la croissance temporelle d’une structure à grande échelle tout au extended du temps cosmique à l’aide de plusieurs sondes cosmologiques.
Tout d’abord, l’équipe a utilisé ce qu’on appelle le fond cosmique des micro-ondes. Le fond diffus cosmologique, ou CMB, est composé de photons émis juste après le Huge Bang. Ces photons fournissent un instantané du tout leading univers. Lorsque les photons se déplacent vers nos télescopes, leur trajectoire peut être déformée ou lentille gravitationnellement par une structure à grande échelle en cours de route. En les examinant, les chercheurs peuvent déduire comment la composition et la matière sont réparties entre nous et le fond cosmique des micro-ondes.
Nguyen et ses collègues ont profité d’un phénomène similaire avec une faible lentille gravitationnelle des formes des galaxies. La lumière des galaxies d’arrière-strategy est déformée par les interactions gravitationnelles avec la matière et les galaxies du leading program. Les cosmologistes décodent ensuite ces distorsions pour déterminer comment la matière intermédiaire est distribuée.
“Il est essential que, comme le CMB et les galaxies d’arrière-strategy soient situés à des distances différentes de nous et de nos télescopes, la lentille gravitationnelle faible des galaxies sonde généralement les distributions de matière additionally tard que ce qui est sondé par la lentille gravitationnelle faible du CMB”, a déclaré Nguyen.
Pour suivre la croissance de la framework jusqu’à une date encore ultérieure, les chercheurs ont également utilisé les mouvements des galaxies dans l’univers regional. À mesure que les galaxies tombent dans les puits de gravité des buildings cosmiques sous-jacentes, leurs mouvements suivent directement la croissance de la structure.
“La différence dans ces taux de croissance que nous avons potentiellement découvert devient as well as importante à mesure que nous approchons de la problem actuelle”, a déclaré Nguyen. “Ces différentes sondes indiquent individuellement et collectivement une suppression de la croissance. Soit il nous manque des erreurs systématiques dans chacune de ces sondes, soit il nous manque une nouvelle physique tardive dans notre modèle typical.”
Les résultats pourraient potentiellement répondre à la pressure dite S8 en cosmologie. S8 est un paramètre qui décrit la croissance de la composition. La stress surgit lorsque les scientifiques utilisent deux méthodes différentes pour déterminer la valeur de S8 et qu’ils ne sont pas d’accord. La première méthode, utilisant des photons du fond diffus cosmologique, indique une valeur S8 supérieure à la valeur déduite des mesures de lentilles gravitationnelles faibles et de regroupement de galaxies.
Aucune de ces sondes ne mesure aujourd’hui la croissance de la construction. Au lieu de cela, ils sondent la composition à des époques antérieures, puis extrapolent ces mesures au temps présent, en supposant le modèle standard. Le fond cosmique des micro-ondes sonde la framework de l’univers primitif, tandis que la construction des sondes de lentilles gravitationnelles et de regroupement des galaxies est faible dans l’univers tardif.
Les découvertes des chercheurs concernant une suppression tardive de la croissance mettraient les deux valeurs S8 en parfait accord, selon Nguyen.
“Nous avons été surpris par la grande signification statistique de la suppression de la croissance anormale”, a déclaré Huterer. “Honnêtement, j’ai l’impression que l’univers essaie de nous dire quelque selected. C’est maintenant notre travail, à nous, cosmologistes, d’interpréter ces découvertes.
“Nous aimerions renforcer davantage les preuves statistiques de la suppression de la croissance. Nous aimerions également comprendre la réponse à la dilemma furthermore difficile de savoir pourquoi les buildings croissent additionally lentement que prévu dans le modèle standard avec matière noire et énergie noire. La cause de cela Cet effet peut être dû à de nouvelles propriétés de l’énergie noire et de la matière noire, ou à une autre extension de la Relativité Générale et du modèle common à laquelle nous n’avons pas encore pensé. »
