Le bord de l'univers observable cartographié sur une sphère céleste. Crédit :Planck Collaboration
Quelle que soit la direction dans laquelle vous regardez dans l'univers, la vue est fondamentalement la même si vous regardez assez loin. Notre quartier local est peuplé de nébuleuses lumineuses, amas d'étoiles et nuages sombres de gaz et de poussière. Il y a plus d'étoiles vers le centre de la Voie lactée qu'il n'y en a dans les autres directions. Mais à travers des millions et des milliards d'années-lumière, les galaxies se regroupent uniformément dans toutes les directions, et tout commence à se ressembler. En astronomie, on dit que l'univers est homogène et isotrope. En d'autres termes, l'univers est lisse.
Cela ne signifie pas que l'univers est parfaitement lisse à grande échelle. Même au bord le plus éloigné de l'univers visible, il y a de petites fluctuations. L'observation du fond diffus cosmologique (CMB) montre des variations mineures de température causées par des zones de densité plus élevée et plus faible qui existaient dans l'univers primitif. C'est précisément ce à quoi nous nous attendrions. En réalité, l'échelle des fluctuations du CMB nous permet de mesurer la matière noire et l'énergie noire.
La distribution des galaxies n'est pas non plus parfaitement lisse. Ils sont regroupés en superamas séparés par des vides d'espace principalement vide. Les petites fluctuations de densité observées dans le CMB ont jeté les bases de la formation d'amas de galaxies. Selon le modèle de cosmologie LCDM, les premières galaxies ont été attirées vers des régions plus denses. Alors que l'univers s'étendait sur des milliards d'années, la structure actuelle des superamas et des vides formés. Puisque l'échelle des amas de CMB a donné naissance aux amas de galaxies, les mesures du CMB nous permettent de prédire la taille des superamas. En d'autres termes, le niveau de régularité dans l'univers primitif fait une prédiction sur la régularité des amas de galaxies que nous devrions voir.
De grands relevés du cosmos montrent qu'il est homogène. Crédit :2dF Galaxy Redshift Survey
Mais une nouvelle étude sur les galaxies révèle que notre prédiction ne correspond pas tout à fait à ce que nous observons. Le Kilo-Degree Survey (ou KiDS) a cartographié plus de 31 millions de galaxies à moins de 10 milliards d'années-lumière. L'enquête couvre environ la moitié de l'âge de l'univers et nous donne les positions de ces galaxies et leur « agglutination » statistique. En utilisant les données KiDS, une équipe a découvert que les galaxies sont environ 10 % plus homogènes que prévu. L'univers est plus lisse qu'on ne le pensait, et on ne sait pas pourquoi.
Une partie de la carte KiDS, montrant des variations de densité cosmique. Crédit :B. Giblin, K.Kuijken et l'équipe KiDS
Alors que le résultat est clair, il n'est pas particulièrement fort selon des normes scientifiques rigoureuses. Il y a une petite chance que les galaxies soient juste distribuées plus uniformément par hasard. Mais ce résultat pourrait également faire allusion à une sorte de nouvelle physique ou de faille dans notre modèle cosmologique actuel. Il y a eu quelques indices comme celui-ci, suffisamment pour que les astronomes commencent à chercher des alternatives.
Mais pour l'instant, la meilleure option est de continuer à collecter des données. La réponse est là-bas, et avec des observations minutieuses comme celles-ci, nous finirons par le trouver.
