Les scientifiques ont longtemps essayé d'expliquer l'origine d'un mystérieux, grande région du ciel anormalement froide. En 2015, ils ont failli le comprendre car une étude a montré qu'il s'agissait d'un "supervide" dans lequel la densité des galaxies est beaucoup plus faible que dans le reste de l'univers. Cependant, d'autres études n'ont pas réussi à reproduire le résultat.

Maintenant, une nouvelle recherche dirigée par l'Université de Durham, soumis pour publication dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, suggère que la théorie du supervide ne tient pas. Curieusement, cela laisse ouverte une possibilité assez sauvage – le point froid pourrait être la preuve d'une collision avec un univers parallèle. Mais avant que tu ne sois trop excité, Regardons à quel point cela serait réellement probable.

Le point froid est visible sur les cartes du "fond cosmique micro-onde" (CMB), qui est le rayonnement laissé par la naissance de l'univers. Le CMB est comme une photographie de ce à quoi ressemblait l'univers quand il avait 380, 000 ans et avait une température de 3, 000 degrés Kelvin. Ce que nous trouvons, c'est qu'il est très lisse avec des écarts de température de moins d'une partie sur 10, 000. Ces écarts s'expliquent assez bien par nos modèles d'évolution de l'univers chaud jusqu'à 380 ans, 000 ans.

Cependant, le point froid est plus difficile à travailler. C'est une zone du ciel d'environ cinq degrés de diamètre qui est plus froide d'une partie sur 18, 000. Ceci est facilement prévisible pour certaines zones couvrant environ un degré – mais pas cinq. Le CMB devrait avoir l'air beaucoup plus fluide à de telles échelles.

La puissance des données galactiques

Alors qu'est-ce qui l'a causé ? Il y a deux possibilités principales. La première est que cela pourrait être causé par un supervide que la lumière a traversé. Mais il pourrait aussi s'agir d'une véritable région froide de l'univers primitif. Les auteurs de la nouvelle recherche ont tenté de le découvrir en comparant de nouvelles données sur les galaxies autour du point froid avec des données d'une région différente du ciel. Les nouvelles données ont été obtenues par le télescope anglo-australien, l'autre par l'enquête GAMA.

L'enquête GAMA, et d'autres sondages du même genre, prendre les "spectres" de milliers de galaxies. Les spectres sont des images de lumière capturées dans une galaxie et étalées en fonction de ses longueurs d'onde. Cela fournit un motif de lignes émises par les différents éléments de la galaxie. Plus la galaxie est loin, plus l'expansion de l'univers déplace ces raies pour qu'elles apparaissent à des longueurs d'onde plus longues qu'elles n'apparaîtraient sur Terre. La taille de ce soi-disant « redshift » donne donc la distance à la galaxie. Les spectres couplés aux positions dans le ciel peuvent nous donner des cartes 3D des distributions des galaxies.

Mais les chercheurs ont conclu qu'il n'y a tout simplement pas un vide assez grand de galaxies pour expliquer le point froid - il n'y avait rien de trop spécial dans la distribution des galaxies devant le point froid par rapport à ailleurs.

Donc, si le point froid n'est pas causé par un supervide, il doit être qu'il y avait une région froide vraiment grande d'où provenait la lumière CMB. Mais qu'est-ce que cela pourrait être ? L'une des explications les plus exotiques est qu'il y a eu une collision entre les univers à une phase très précoce.

Interprétation controversée

L'idée que nous vivons dans un "multivers" composé d'un nombre infini d'univers parallèles a longtemps été considérée comme une possibilité. Mais les physiciens ne sont toujours pas d'accord pour savoir si cela pourrait représenter une réalité physique ou s'il s'agit simplement d'une bizarrerie mathématique. C'est une conséquence de théories importantes comme la mécanique quantique, théorie des cordes et inflation.

La mécanique quantique affirme curieusement que n'importe quelle particule peut exister en "superposition" - ce qui signifie qu'elle peut être dans de nombreux états différents simultanément (comme des emplacements). Cela semble bizarre, mais cela a été observé dans les laboratoires. Par exemple, les électrons peuvent traverser deux fentes en même temps, lorsque nous ne les regardons pas. Mais à la minute où nous observons chaque fente pour attraper ce comportement, la particule n'en choisit qu'une. C'est pourquoi, dans la célèbre expérience de pensée "Le chat de Shroedinger", un animal peut être vivant et mort en même temps.

Mais comment pouvons-nous vivre avec des implications aussi étranges ? Une façon de l'interpréter est de choisir d'accepter que toutes les possibilités sont vraies, mais qu'ils existent dans des univers différents.

Donc, s'il existe un support mathématique pour l'existence d'univers parallèles, est-ce si fou de penser que le point froid est l'empreinte d'un univers en collision ? Réellement, c'est extrêmement improbable.

Il n'y a aucune raison particulière pour que nous voyions en ce moment l'empreinte d'un univers en collision. D'après ce que nous savons de la formation de l'univers jusqu'à présent, il semble probable qu'il soit beaucoup plus grand que ce que nous pouvons observer. Donc, même s'il existe des univers parallèles et que nous sommes entrés en collision avec l'un d'entre eux - improbable en soi - les chances que nous puissions le voir dans la partie de l'univers que nous pouvons observer dans le ciel sont énormes. petit.

L'article note également qu'une région froide de cette taille pourrait se produire par hasard dans notre modèle standard de cosmologie - avec une probabilité de 1 à 2 %. Bien que cela le rende peu probable, trop, il est basé sur un modèle qui a été bien testé, nous ne pouvons donc pas l'exclure pour l'instant. Une autre explication potentielle réside dans les fluctuations naturelles de la densité de masse qui donnent lieu aux fluctuations de température du CMB. Nous savons qu'ils existent à toutes les échelles, mais ils ont tendance à devenir plus petits vers les grandes échelles, ce qui signifie qu'ils peuvent ne pas être en mesure de créer une région froide aussi grande que le point froid. Mais cela peut simplement signifier que nous devons repenser la manière dont ces fluctuations sont créées.

Il semble que le point froid dans le ciel continuera d'être un mystère pendant un certain temps. Bien que de nombreuses explications semblent improbables, nous ne devons pas nécessairement les rejeter comme de la pure fantaisie. Et même s'il faut du temps pour le découvrir, nous devrions encore nous réjouir du chemin parcouru par la cosmologie au cours des 20 dernières années. Il y a maintenant une théorie détaillée expliquant, pour la plupart, les glorieuses cartes de température du CMB et le réseau cosmique de galaxies qui s'étendent sur des milliards d'années-lumière.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.