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Une nouvelle recherche sur la lumière la plus ancienne confirme l'âge de l'univers

Une nouvelle recherche sur la lumière la plus ancienne confirme l'âge de l'univers

Une partie d'une nouvelle image de la plus ancienne lumière de l'univers prise par l'ACT. Cette partie couvre une section du ciel 50 fois la largeur de la lune, représentant une région de l'espace de 20 milliards d'années-lumière de diamètre. La lumière, émise 380 000 ans après le Big Bang, varie en polarisation (représentée par des couleurs plus rouges ou plus bleues). Les astrophysiciens ont utilisé l’espacement entre ces variations pour calculer une nouvelle estimation de l’âge de l’univers. Crédit: ACT Collaboration

Quel âge a exactement l'univers? Les astrophysiciens débattent de cette question depuis des décennies. Ces dernières années, de nouvelles mesures scientifiques ont suggéré que l'univers pourrait avoir des centaines de millions d'années de moins que son âge estimé à environ 13,8 milliards d'années. De nouvelles recherches publiées dans une série d'articles par une équipe internationale d'astrophysiciens, dont Neelima Sehgal, Ph.D., de l'Université de Stony Brook, suggèrent que l'univers a environ 13,8 milliards d'années. En utilisant les observations du télescope de cosmologie Atacama (ACT) au Chili, leurs résultats correspondent aux mesures des données satellitaires Planck de la même lumière ancienne.


L'équipe de recherche ACT est une collaboration internationale de scientifiques de 41 institutions dans sept pays. L'équipe de Stony Brook du Département de physique et d'astronomie du Collège des arts et des sciences, dirigée par le professeur Sehgal, joue un rôle essentiel dans l'analyse du fond de micro-ondes cosmiques (CMB) – la lumière rémanente du Big Bang.

"Dans le travail dirigé par Stony Brook, nous restaurons la" photo de bébé "de l'univers dans son état d'origine, en éliminant l'usure du temps et de l'espace qui déformait l'image", explique le professeur Sehgal, co-auteur des articles. "Ce n'est qu'en voyant cette photo de bébé plus nette ou cette image de l'univers que nous pourrons mieux comprendre comment est né notre univers."

L'obtention de la meilleure image de l'univers infantile, explique le professeur Sehgal, aide les scientifiques à mieux comprendre les origines de l'univers, comment nous sommes arrivés là où nous sommes sur Terre, les galaxies, où nous allons, comment l'univers peut se terminer, et quand cela la fin peut se produire.

L'équipe ACT estime l'âge de l'univers en mesurant sa lumière la plus ancienne. D'autres groupes scientifiques prennent des mesures des galaxies pour faire des estimations de l'âge de l'univers.

Une nouvelle recherche sur la lumière la plus ancienne confirme l'âge de l'univers

Le télescope de cosmologie d'Atacama (ACT) mesure la lumière la plus ancienne de l'univers, connue sous le nom de fond micro-ondes cosmique. À l'aide de ces mesures, les scientifiques peuvent calculer l'âge de l'univers. Crédits: Debra Kellner

La nouvelle estimation ACT sur l'âge de l'univers correspond à celle fournie par le modèle standard de l'univers et aux mesures de la même lumière effectuées par le satellite Planck. Cela ajoute une nouvelle tournure à un débat en cours dans la communauté de l'astrophysique, explique Simone Aiola, première auteure de l'un des nouveaux articles sur les résultats.

«Nous avons maintenant trouvé une réponse sur laquelle Planck et ACT sont d'accord», explique Aiola, chercheur au Center for Computational Astrophysics du Flatiron Institute à New York. "Cela témoigne du fait que ces mesures difficiles sont fiables."

En 2019, une équipe de recherche mesurant les mouvements des galaxies a calculé que l'univers était plus jeune de plusieurs centaines de millions d'années que ne l'avait prédit l'équipe Planck. Cette divergence suggérait qu'un nouveau modèle pour l'univers pourrait être nécessaire et a suscité des inquiétudes quant au fait que l'un des ensembles de mesures pourrait être incorrect.

L'âge de l'univers révèle également la vitesse à laquelle le cosmos se développe, un nombre quantifié par la constante de Hubble. Les mesures ACT suggèrent une constante de Hubble de 67,6 kilomètres par seconde par mégaparsec. Cela signifie qu'un objet à 1 mégaparsec (environ 3,26 millions d'années-lumière) de la Terre s'éloigne de nous à 67,6 kilomètres par seconde en raison de l'expansion de l'univers. Ce résultat correspond presque exactement à l'estimation précédente de 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec par l'équipe du satellite Planck, mais il est plus lent que les 74 kilomètres par seconde par mégaparsec déduits des mesures des galaxies.

"Je n'avais pas de préférence particulière pour une valeur spécifique – cela allait être intéressant d'une manière ou d'une autre", explique Steve Choi de l'Université Cornell, premier auteur d'un autre article. "Nous trouvons un taux d'expansion qui est juste sur l'estimation de l'équipe du satellite Planck. Cela nous donne plus de confiance dans les mesures de la lumière la plus ancienne de l'univers."

Tandis que ACT continue de faire des observations, les astronomes auront une image encore plus claire du CMB et une idée plus exacte de la date à laquelle le cosmos a commencé. L'équipe ACT examinera également ces observations à la recherche de signes de physique qui ne correspondent pas au modèle cosmologique standard. Une physique aussi étrange pourrait résoudre le désaccord entre les prédictions de l'âge et du taux d'expansion de l'univers résultant des mesures du CMB et des mouvements des galaxies.


À quelle vitesse l'univers se développe-t-il? Le mystère perdure


Plus d'information:
Choi et al., The Atacama Cosmology Telescope: A Measurement of the Cosmic Microwave Background Power Spectra at 98 and 150 GHz. arXiv: 2007.07289 (astro-ph.CO). arxiv.org/abs/2007.07289

Naess et al., The Atacama Cosmology Telescope: cartes à résolution en minutes d'arc de 18000 degrés carrés du ciel micro-ondes à partir de données ACT 2008-2018 combinées avec Planck. arXiv: 2007.07290 (astro-ph.IM). arxiv.org/abs/2007.07290

Aiola et al., The Atacama Cosmology Telescope: DR4 Maps and Cosmological Parameters. arXiv: 2007.07288 (astro-ph.CO). arxiv.org/abs/2007.07288

Fourni par
Université de Stony Brook

Citation:
Une nouvelle recherche sur la lumière la plus ancienne confirme l'âge de l'univers (2020, 16 juillet)
récupéré le 17 juillet 2020
depuis https://phys.org/news/2020-07-oldest-age-universe.html

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