Une approche typique consiste à supposer que l’univers est né d’une phase douce et presque homogène, connue sous le nom d’époque inflationniste. L'inflation cosmique propose que l'univers primitif ait subi une expansion exponentielle rapide, qui a étiré et lissé toutes les rides et inhomogénéités d'un état initial. Cependant, cette image simple se heurte à des défis lorsqu’elle est examinée en détail, notamment en ce qui concerne l’origine et la nature des structures cosmiques observées.
Une équipe de recherche internationale dirigée par le professeur Syksy Rasanen de l'Université d'Helsinki propose un scénario alternatif qui remet en question le modèle standard de la cosmologie. Ils suggèrent qu’au lieu de commencer avec une condition initiale lisse, l’univers primitif aurait pu être rempli de nœuds complexes ou de réseaux de défauts topologiques.
Dans ce nouveau cadre, appelé cosmologie noueuse ou « cosmologie des défauts », les chercheurs explorent comment l'évolution de ces structures topologiques peut donner naissance à l'univers observé. Les nœuds peuvent conduire à la formation de bulles qui, par collisions, créent des nœuds et des bulles supplémentaires, résultant en une structure complexe semblable à une toile. Ce scénario s’écarte du paradigme inflationniste typique en introduisant un niveau de complexité et d’inhomogénéité dans l’univers primitif.
Selon les chercheurs, ce réseau complexe de défauts pourrait être la source du rayonnement du fond diffus cosmologique (CMB) observé, qui fournit un instantané des conditions dans lesquelles l'univers était âgé d'environ 380 000 ans. L'équipe démontre comment la collision et l'annihilation de défauts topologiques peuvent produire des caractéristiques dans le CMB qui correspondent étroitement aux observations réelles.
En outre, ils montrent comment le réseau de défauts peut également conduire à la formation de structures cosmiques à grande échelle, telles que des amas de galaxies et des filaments, par le biais d’un processus appelé instabilité gravitationnelle induite par des défauts topologiques. Cette approche fournit une explication alternative de la façon dont les structures cosmiques sont apparues dans l’univers primitif, remettant en question l’image traditionnelle de la formation de structures ascendante.
Le cadre complexe de la cosmologie ouvre de nouvelles voies pour comprendre l’origine et l’évolution de l’univers. En introduisant les défauts topologiques comme ingrédient fondamental dans l’univers primitif, les chercheurs offrent une nouvelle perspective sur certaines des questions les plus profondes de la cosmologie.
