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Nous vivons peut-être dans une gigantesque bulle intergalactique

Nous vivons peut-être dans une bulle.

C'est la conclusion d'un nouveau document publié dans la revue Physics Letters B, qui doit être publié le 10 avril. Le document est une tentative de résoudre l'un des mystères les plus profonds de la physique moderne: pourquoi nos mesures de la vitesse de l'univers l'expansion est-elle logique? Comme Live Science l'a déjà signalé, nous avons plusieurs façons de mesurer la constante de Hubble, ou H0, un nombre qui régit la vitesse à laquelle l'univers se développe. Ces dernières années, à mesure que ces méthodes sont devenues plus précises, ils ont commencé à produire des H0 qui sont en désaccord les uns avec les autres. Lucas Lombriser, physicien à l'Université de Genève en Suisse et co-auteur du nouvel article, pense que l'explication la plus simple est que notre galaxie se trouve dans une région de faible densité de l'univers – que la plupart de l'espace que nous voyons clairement à travers notre télescopes fait partie d'une bulle géante. Et cette anomalie, écrit-il, est probablement en train de perturber nos mesures de H0.

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Il est difficile d'imaginer à quoi ressemblerait une bulle à l'échelle de l'univers. La majeure partie de l'espace n'est que cela de toute façon: l'espace, avec une poignée de galaxies et leurs étoiles dispersées dans le néant. Mais tout comme notre univers local possède des zones où la matière se rapproche ou se propage très loin, les étoiles et les galaxies se regroupent à différentes densités dans différentes parties du cosmos.

"Quand nous regardons l'arrière-plan cosmique des micro-ondes (un vestige de l'univers très ancien), nous voyons une température presque parfaitement homogène de 2,7 K (kelvins, une échelle de température où 0 degré est zéro absolu) de l'univers tout autour de nous. En y regardant de plus près, cependant, il y a de minuscules fluctuations de cette température ", a déclaré Lombriser à Live Science.

Les modèles de l'évolution de l'univers au fil du temps suggèrent que ces minuscules incohérences auraient finalement produit des régions de l'espace de plus en moins denses, a-t-il déclaré. Et le type de régions à faible densité que ces modèles prédisent serait plus que suffisant pour déformer nos mesures H0 de la manière qui se produit actuellement.

Voici le problème: nous avons deux façons principales de mesurer H0. L'une est basée sur des mesures extrêmement précises du fond de micro-ondes cosmique (CMB), qui apparaît principalement uniforme dans notre univers, car il s'est formé lors d'un événement qui a traversé l'univers entier. L'autre est basé sur des supernovas et des étoiles clignotantes dans les galaxies voisines, connues sous le nom de céphéides.

Les céphéides et les supernovas ont des propriétés qui permettent de déterminer facilement à quelle distance ils sont éloignés de la Terre et à quelle vitesse ils s'éloignent de nous. Les astronomes les ont utilisés pour créer une "échelle de distance" vers divers points de repère de notre univers observable, et ils ont utilisé cette échelle pour dériver H0.

Mais comme les mesures de la céphéide et du CMB sont devenues plus précises au cours de la dernière décennie, il est devenu clair qu'elles ne sont pas d'accord.

"Si nous obtenons des réponses différentes, cela signifie qu'il y a quelque chose que nous ne savons pas", a déclaré précédemment Katie Mack, astrophysicienne à la North Carolina State University. "Il ne s'agit donc pas seulement de comprendre le taux d'expansion actuel de l'univers – ce qui nous intéresse – mais de comprendre comment l'univers a évolué, comment l'expansion a évolué et quel espace-temps a fait tout cela. temps."

Certains physiciens croient qu'il doit y avoir une "nouvelle physique" conduisant à la disparité – quelque chose que nous ne comprenons pas sur l'univers qui provoque des comportements inattendus.

"La nouvelle physique serait bien sûr une solution très excitante à la tension de Hubble. Mais la nouvelle physique implique généralement un modèle plus complexe qui nécessite des preuves claires et devrait être soutenu par des mesures indépendantes", a déclaré Lombriser.

D'autres pensent qu'il y a un problème avec nos calculs de l'échelle des céphéides ou nos observations du CMB. Lombriser a déclaré que son explication, que d'autres ont proposée auparavant, mais que son document étoffe en détail, tombe davantage dans cette catégorie.

"Si la physique standard moins complexe peut expliquer la tension, cela fournit à la fois une explication plus simple et un succès pour la physique connue, mais c'est malheureusement aussi plus ennuyeux", a-t-il ajouté.

Publié à l'origine sur Science en direct.

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