Une partie d'une nouvelle photo 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, émis 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 : Collaboration ACT
Quel âge a l'univers ? Les astrophysiciens débattent de cette question depuis des décennies. Dans les années récentes, de nouvelles mesures scientifiques ont suggéré que l'univers pourrait avoir des centaines de millions d'années de moins que son âge précédemment estimé d'environ 13,8 milliards d'années. Maintenant de nouvelles recherches publiées dans une série d'articles par une équipe internationale d'astrophysiciens, dont Neelima Sehgal, Doctorat., de l'Université Stony Brook, suggèrent que l'univers a environ 13,8 milliards d'années. En utilisant les observations du télescope cosmologique d'Atacama (ACT) au Chili, leurs découvertes correspondent aux mesures des données du satellite 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, dirigé par le professeur Sehgal, joue un rôle essentiel dans l'analyse du fond diffus cosmologique (CMB) - la lumière rémanente du Big Bang.
"Dans le travail dirigé par Stony Brook, nous restaurons la" photo de bébé "de l'univers à son état d'origine, éliminer l'usure du temps et de l'espace qui déformait l'image, " explique le professeur Sehgal, un co-auteur sur les papiers. "Ce n'est qu'en voyant cette photo de bébé ou cette image plus nette de l'univers, pouvons-nous mieux comprendre comment notre univers est né."
Obtenir 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 finir, et quand cette 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 de galaxies pour estimer l'âge de l'univers.
Le télescope cosmologique d'Atacama (ACT) mesure la lumière la plus ancienne de l'univers, connu sous le nom de fond diffus cosmologique. En utilisant ces mesures, les scientifiques peuvent calculer l'âge de l'univers. Crédit :Debra Kellner
La nouvelle estimation ACT sur l'âge de l'univers correspond à celle fournie par le modèle standard de l'univers et les mesures de la même lumière faites par le satellite Planck. Cela ajoute une nouvelle tournure à un débat en cours dans la communauté astrophysique, dit Simone Aïola, premier auteur de l'un des nouveaux articles sur les résultats.
"Maintenant, nous avons trouvé une réponse où Planck et ACT sont d'accord, " dit Aïola, chercheur au Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics 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 est de centaines de millions d'années plus jeune que ce que l'équipe de Planck avait prédit. Cette divergence a suggéré 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 à quelle vitesse le cosmos s'étend, 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 concorde presque exactement avec l'estimation précédente de 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec par l'équipe du satellite Planck, mais c'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 - ça allait être intéressant d'une manière ou d'une autre, " dit Steve Choi de l'Université Cornell, premier auteur d'un autre article. "Nous trouvons un taux d'expansion qui correspond exactement à l'estimation de l'équipe du satellite Planck. Cela nous donne plus de confiance dans les mesures de la plus ancienne lumière de l'univers."
Alors qu'ACT continue de faire des observations, les astronomes auront une image encore plus claire du CMB et une idée plus précise de l'époque à laquelle le cosmos a commencé. L'équipe ACT recherchera également dans ces observations des 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.
