Une équipe d'astrophysiciens américains a réalisé l'une des mesures les plus précises jamais réalisées de la quantité totale de matière dans l'Univers, un mystère de longue date du cosmos.

La réponse, publié dans Le Journal d'astrophysique le lundi, est que la matière représente 31,5 pour cent (plus ou moins 1,3 pour cent) de la quantité totale de matière et d'énergie qui composent l'Univers.

Les 68,5% restants sont de l'énergie noire, une force mystérieuse qui accélère l'expansion de l'Univers au fil du temps, et a été déduite pour la première fois par des observations de supernovae distantes à la fin des années 1990.

En d'autres termes, cela signifie que la quantité totale de matière dans l'Univers observable équivaut à 66 milliards de milliards de fois la masse de notre Soleil, Mohamed Abdallah, une université de Californie, L'astrophysicien de Riverside et auteur principal de l'article, dit à l'AFP.

La majeure partie de cette matière (80 %) est appelée matière noire. Sa nature n'est pas encore connue, mais il peut s'agir d'une particule subatomique encore inconnue.

Les dernières mesures correspondent bien aux valeurs précédemment trouvées par d'autres équipes utilisant différentes techniques cosmologiques, telles que la mesure des fluctuations de température dans le rayonnement de faible énergie laissé par le Big Bang.

« Cela a été un long processus sur 100 ans où nous devenons de plus en plus précis, " Gillian Wilson, a déclaré à l'AFP le co-auteur de l'étude et professeur à l'UCR.

"C'est plutôt cool de pouvoir faire une mesure aussi fondamentale de l'Univers sans quitter la planète Terre, " elle a ajouté.

Alors, comment pesez-vous exactement l'Univers ?

L'équipe a perfectionné une technique vieille de 90 ans qui consiste à observer comment les galaxies orbitent à l'intérieur des amas de galaxies, des systèmes massifs qui contiennent des milliers de galaxies.

Ces observations leur ont dit à quel point l'attraction gravitationnelle de chaque amas de galaxies était forte, à partir de laquelle sa masse totale pourrait alors être calculée.

Le destin de l'univers

En réalité, a expliqué Wilson, leur technique a été développée à l'origine par l'astronome pionnier Fritz Zwicky, qui a été la première personne à soupçonner l'existence de matière noire dans les amas de galaxies, dans les années 1930.

Il a remarqué que la masse gravitationnelle combinée des galaxies qu'il a observées dans l'amas de galaxies de Coma voisin était insuffisante pour empêcher ces galaxies de s'éloigner les unes des autres, et réalisé qu'il doit y avoir une autre matière invisible en jeu.

L'équipe UCR, dont la recherche a reçu de l'argent de la US National Science Foundation et de la NASA, affiner la technique de Zwicky, développant un outil qu'ils ont appelé GalWeight qui détermine plus précisément quelles galaxies appartiennent à un amas donné et lesquelles n'en appartiennent pas.

Ils ont appliqué leur outil au Sloan Digital Sky Survey, les cartes tridimensionnelles les plus détaillées de l'Univers actuellement disponibles, mesurer la masse de 1, 800 amas de galaxies et création d'un catalogue.

Finalement, ils ont comparé le nombre de clusters observés par unité de volume dans leur catalogue à une série de simulations informatiques, dont chacun était alimenté d'une valeur différente pour la matière totale de l'Univers.

Les simulations avec trop peu de matière avaient trop peu de clusters, tandis que ceux avec trop de matière avaient trop de grappes.

La valeur "Goldilocks" qu'ils ont trouvée convenait parfaitement.

Wilson a expliqué qu'avoir une mesure plus précise de la quantité totale de matière dans l'Univers peut nous rapprocher de l'apprentissage de la nature de la matière noire, parce que « nous savons à quel point nous devrions chercher de la matière » lorsque les scientifiques effectuent des expériences sur les particules, par exemple au Grand collisionneur de hadrons.

Quoi de plus, "la quantité totale de matière noire et d'énergie noire nous indique le destin de l'Univers, " elle a ajouté, le consensus scientifique actuel étant que nous nous dirigeons vers un "Big Freeze" où les galaxies s'éloignent de plus en plus, et les étoiles de ces galaxies finissent par manquer de carburant.

© 2020 AFP