Les cosmologistes de Bochum dirigés par le professeur Hendrik Hildebrandt ont acquis de nouvelles connaissances sur la densité et la structure de la matière dans l'univers. Il y a plusieurs années, Hildebrandt avait déjà été impliqué dans un consortium de recherche qui avait signalé des divergences dans les données entre les différents groupes. Les valeurs déterminées pour la densité et la structure de la matière différaient selon la méthode de mesure. Une nouvelle analyse, qui comprenait des données infrarouges supplémentaires, fait ressortir encore plus les différences. Ils pourraient indiquer que c'est la faille du modèle standard de cosmologie.

Insister sur, le magazine scientifique de la Ruhr-Universität Bochum, a publié un rapport sur les recherches d'Hendrik Hildebrandt. La dernière analyse du consortium de recherche, appelé Kilo-Degree Survey, a été publié dans la revue Astronomie et astrophysique en janvier 2020.

Deux méthodes pour déterminer la structure de la matière

Les équipes de recherche peuvent calculer la densité et la structure de la matière à partir du fond diffus cosmologique, un rayonnement qui a été émis peu après le Big Bang et qui peut encore être mesuré aujourd'hui. C'est la méthode utilisée par le Planck Research Consortium.

L'équipe Kilo-Degree Survey, ainsi que plusieurs autres groupes, déterminé la densité et la structure de la matière à l'aide de l'effet de lentille gravitationnelle :les objets de grande masse déviant la lumière des galaxies, ces galaxies apparaissent sous une forme déformée dans un endroit différent de ce qu'elles sont réellement vues de la Terre. Sur la base de ces distorsions, les cosmologistes peuvent en déduire la masse des objets déviants et donc la masse totale de l'univers. Afin de le faire, cependant, ils ont besoin de connaître les distances entre la source lumineuse, l'objet déflecteur et l'observateur, entre autres. Les chercheurs déterminent ces distances à l'aide du redshift, ce qui signifie que la lumière des galaxies lointaines arrive sur Terre décalée dans le rouge.

Nouvel étalonnage utilisant des données infrarouges

Pour déterminer les distances, les cosmologistes prennent donc des images de galaxies à différentes longueurs d'onde, par exemple un dans le bleu, un dans le vert et un dans le rouge; ils déterminent ensuite la luminosité des galaxies dans les images individuelles. Hendrik Hildebrandt et son équipe intègrent également plusieurs images du domaine infrarouge afin de déterminer plus précisément la distance.

Des analyses précédentes avaient déjà montré que les données de fond micro-ondes du Consortium Planck s'écartaient systématiquement des données d'effet de lentille gravitationnelle. Selon le jeu de données, la déviation était plus ou moins prononcée; il était le plus prononcé dans l'enquête Kilo-Degree. "Notre ensemble de données est le seul basé sur l'effet de lentille gravitationnelle et calibré avec des données infrarouges supplémentaires, " dit Hendrik Hildebrandt, Professeur Heisenberg et chef du groupe de recherche RUB Cosmologie observationnelle à Bochum. "Cela pourrait être la raison de l'écart plus important par rapport aux données de Planck."

Pour vérifier cet écart, le groupe a évalué l'ensemble de données d'un autre consortium de recherche, l'enquête sur l'énergie noire, en utilisant un étalonnage similaire. Par conséquent, ces valeurs s'écartaient également encore plus fortement des valeurs de Planck.

Débat dans les cercles d'experts

Les scientifiques débattent actuellement pour savoir si l'écart entre les ensembles de données est en fait une indication que le modèle standard de cosmologie est faux ou non. L'équipe de Kilo-Degree Survey travaille déjà sur une nouvelle analyse d'un ensemble de données plus complet qui pourrait fournir des informations supplémentaires. Il devrait fournir des données encore plus précises sur la densité et la structure de la matière au printemps 2020.