Home sweet home galactique. Mark Garlick/Getty Images Un article récent dans Nature Astronomy offre une explication sur la raison pour laquelle notre galaxie zoome à travers l'univers aussi vite qu'elle l'est. Mon éditeur m'a demandé de résumer les résultats. Il y avait des maths dans ce papier, les gars. Beaucoup de maths. Aussi, l'article mentionnait un filtre de Wiener, et je ne suis pas tout à fait sûr, mais je pense que mon éditeur me punk.
Mis à part les filtres de Wiener (c'est en fait un filtre de traitement du signal bien connu destiné à séparer le bruit du signal), les résultats sont fascinants mais assez denses. Voici ce que vous devez savoir.
D'abord, l'univers est en expansion. Vous le saviez probablement déjà. La plupart des galaxies que nous pouvons voir autour de la nôtre s'éloignent de nous à une vitesse appelée constante de Hubble. Nommé d'après l'astronome Edwin Hubble, ce taux est d'environ 160 kilomètres (100 miles) par seconde par million d'années-lumière. C'est le taux d'expansion standard de l'univers.
En plus de ce taux d'expansion standard, vous avez des vitesses spécifiques associées à diverses galaxies. C'est à cause de la gravité. C'est la plus faible des quatre forces fondamentales de l'univers, mais à l'échelle cosmique, cela a un grand impact. La force de gravité dépend de la masse et de la distance. Au fur et à mesure que les objets massifs se rapprochent les uns des autres, ils exercent une plus grande attraction gravitationnelle les uns sur les autres. Voici un rappel rapide sur ces quatre forces critiques :
À l'heure actuelle, la Voie lactée se rapproche du centre d'une collection massive de galaxies appelée Laniakea. C'est notre cluster domestique. Mais voici la chose curieuse :sur la base de la masse et de la distance des parties impliquées, nous ne pouvons expliquer qu'une partie du mouvement de notre galaxie. Quelque chose d'autre doit être ajouté à cet effet. Qu'est ce que ça pourrait être?
La réponse est la répulsion gravitationnelle, ce qui est quelque peu déroutant. Après tout, la gravité attire, droit? Alors, comment ça marche?
Imaginez que vous vous tenez au centre d'une pièce. C'est l'univers. Vous avez un Hula-Hoop autour de vous. Attachées au cerceau, des cordes s'étendent comme des rayons d'un moyeu à chaque côté de la pièce. A l'autre bout de chaque corde se trouve une personne. Les gens représentent les galaxies voisines.
Toutes les personnes présentes dans la pièce ont la même taille et la même force, ce qui signifie que toutes les galaxies qui vous entourent ont une masse égale et sont à égale distance de vous. Chaque personne prend une corde et commence à tirer. Que t'arrive-t-il ? Tu ne vas nulle part, car toutes les forces s'équilibrent. Le Hula-Hoop sera suspendu au-dessus du sol mais ne bougera pas d'un côté ou de l'autre.
Imaginez maintenant que d'un côté de la pièce vous remplacez quelques-uns de ces gens par des haltérophiles. Ils représentent des galaxies plus grandes, qui exercent une attraction gravitationnelle plus forte que les plus petites en raison de leur masse. Tout le monde commence à tirer. Cette fois, vous et le cerceau commencez à vous déplacer sur le sol vers les haltérophiles. Mais les gens de l'autre côté de la pièce tirent toujours leurs cordes, donc vous n'allez pas aussi vite que vous le pourriez s'il n'y avait personne de ce côté de la pièce.
Voici la troisième et dernière analogie. Vous êtes dans cette même pièce. Vous avez trois ou quatre haltérophiles d'un côté de la pièce, mais une seule personne de taille moyenne de l'autre côté. Maintenant, lorsque les cordes sont tirées, vous vous déplacerez beaucoup plus rapidement vers les haltérophiles car il y a moins de résistance.
C'est la répulsion gravitationnelle - la personne de taille moyenne représente une zone sous-dense de l'univers, qui ne peut exercer une forte attraction gravitationnelle sur quoi que ce soit. La gravité ne peut rien repousser car c'est une force d'attraction. Mais si vous avez une zone sous-dense de l'univers, il offre moins de résistance, ce qui à l'échelle cosmologique équivaut à la répulsion. Ce qui se passe réellement, c'est que les zones surdenses exercent une attraction gravitationnelle largement sans opposition sur votre galaxie.
C'est ce que nous voyons avec la Voie lactée. Une section trop dense de l'univers exerce une forte attraction gravitationnelle sur notre galaxie, et il y a une section sous-dense du côté opposé. Les scientifiques l'appellent un répulsif dipolaire.
La chose la plus importante à retenir de ceci est que cette explication répond bien à certaines questions lancinantes que les scientifiques se sont posées sur la vitesse de notre galaxie se déplaçant dans l'univers. La deuxième chose la plus importante à retenir est que mon éditeur m'a fait faire beaucoup de maths pour arriver ici.
