Figure 1. La carte du ciel du fond diffus cosmologique (CMB) produite par le satellite Planck. Le rouge représente les régions légèrement plus chaudes, et des régions bleues légèrement plus froides. Le point froid est montré dans l'encart, avec des coordonnées sur les axes x et y, et la différence de température en millionièmes de degré dans l'échelle du bas. Crédit :ESA et Université de Durham
Il est peu probable qu'un supervide explique un « point froid » dans le fond cosmique des micro-ondes, selon les résultats d'une nouvelle enquête, laissant place à des explications exotiques comme une collision entre univers. Les chercheurs, dirigé par l'étudiant de troisième cycle Ruari Mackenzie et le professeur Tom Shanks au Centre d'astronomie extragalactique de l'Université de Durham, publier leurs résultats dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
Le fond diffus cosmologique (CMB), une relique du Big Bang, couvre tout le ciel. À une température de 2,73 degrés au-dessus du zéro absolu (ou -270,43 degrés Celsius), le CMB a quelques anomalies, y compris le point froid. Cette fonctionnalité, environ 0,00015 degrés plus froid que son environnement, a déjà été prétendu être causé par un énorme vide, des milliards d'années-lumière de diamètre, contenant relativement peu de galaxies.
L'expansion accélérée de l'univers fait que les vides laissent de subtils décalages vers le rouge sur la lumière lors de son passage via l'effet Sachs-Wolfe intégré. Dans le cas du CMB, cela est observé sous forme d'empreintes à froid. Il a été proposé qu'un très grand vide au premier plan pourrait, en partie, l'empreinte du CMB Cold Spot qui a été une source de tension dans les modèles de cosmologie standard.
Précédemment, la plupart des recherches pour un supervide lié au point froid ont estimé les distances aux galaxies en utilisant leurs couleurs. Avec l'expansion de l'univers, les galaxies plus éloignées voient leur lumière déplacée vers des longueurs d'onde plus longues, un effet connu sous le nom de redshift cosmologique.
Plus la galaxie est éloignée, plus son redshift observé est élevé. En mesurant les couleurs des galaxies, leurs redshifts, et donc leurs distances, peut être estimé. Ces mesures ont cependant un degré élevé d'incertitude.
Dans leur nouveau travail, l'équipe de Durham a présenté les résultats d'une étude complète des redshifts de 7, 000 galaxies, récolté 300 à la fois à l'aide d'un spectrographe déployé sur le télescope anglo-australien. À partir de cet ensemble de données de plus haute fidélité, Mackenzie et Shanks ne voient aucune preuve d'un supervide capable d'expliquer le point froid dans la théorie standard.
Figure 2. La distribution 3D des galaxies au premier plan du CMB Cold Spot, où chaque point est un amas de galaxies. La distribution des galaxies dans le Cold Spot (points noirs, à droite) est comparé au même dans une zone sans point froid en arrière-plan (points rouges, à gauche). Le nombre et la taille des régions à faible densité de galaxies dans les deux zones sont similaires, rendant difficile l'explication de l'existence du CMB Cold Spot par la présence de « vides ». Crédit :Université de Durham
Les chercheurs ont plutôt découvert que la région de Cold Spot, avant maintenant considéré comme sous-peuplé de galaxies, est divisé en plus petits vides, entouré d'amas de galaxies. Cette structure de « bulle de savon » ressemble beaucoup au reste de l'univers, illustré sur la figure 2 par la similitude visuelle entre les distributions des galaxies dans la zone Cold Spot et un champ de contrôle ailleurs.
Mackenzie a commenté :« Les vides que nous avons détectés ne peuvent pas expliquer le Cold Spot sous la cosmologie standard. Il est possible qu'un modèle non standard puisse être proposé pour lier les deux à l'avenir, mais nos données imposent de puissantes contraintes à toute tentative de le faire. ."
S'il n'y a vraiment pas de supervide qui puisse expliquer le Cold Spot, les simulations du modèle standard de l'univers donnent des chances de 1 sur 50 que le Cold Spot soit né par hasard.
Shanks a ajouté:"Cela signifie que nous ne pouvons pas entièrement exclure que le Spot soit causé par une fluctuation improbable expliquée par le modèle standard. Mais si ce n'est pas la réponse, puis il y a des explications plus exotiques.
«Le plus excitant d'entre eux est peut-être que le Cold Spot a été causé par une collision entre notre univers et un autre univers bulle. Si plus loin, plus détaillé, l'analyse des données du CMB prouve que c'est le cas, alors le Cold Spot pourrait être considéré comme la première preuve du multivers - et des milliards d'autres univers peuvent exister comme le nôtre."
Pour le moment, tout ce qu'on peut dire, c'est que l'absence d'un supervide pour expliquer le Cold Spot a fait pencher la balance vers ces explications plus inhabituelles, idées qui devront être testées plus avant par des observations plus détaillées du CMB.
