dimanche , 25 juin 2017

De mystérieux points lumineux suggèrent un autre univers

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La lumière émise par l’hydrogène après le Big Bang a provoqué l’apparition de parcelles lumineuses dans l’espace. Est-ce que ce sont des preuves d’un autre univers ?


De mystérieux points lumineux suggèrent un autre univers
Il semble qu’on a des petites secousses sur le rideau des bords de l’univers. Des indices qu’il pourrait y avoir quelque chose. Les données provenant du télescope Planck de l’agence spatiale européenne nous donnent peut-être les premiers aperçus d’un autre univers. Cet univers possède une physique totalement différente et il se cogne avec le nôtre. C’est la tentative de la conclusion d’une analyse par Ranga-Ram Chary, un chercheur au centre américain sur les données de Planck. Armé de la carte de Planck sur le fond diffus cosmologique (CMB), d’une ambiance lumineuse provenant de la soupe primitive des débuts de l’univers, Chary révèle une lueur étrange qui pourrait provenir de la matière qui fuiterait d’un autre univers.

De l’inflation constante au multivers

Ce type de collision est possible selon les théories cosmologiques modernes. Ces théories suggèrent que l’univers que nous voyons n’est qu’une bulle parmi d’autres. Ce multivers pourrait être la conséquence d’une inflation cosmique. L’inflation cosmique est une idée largement répandue que l’univers jeune s’est étendu de manière exponentielle dans la fraction de seconde après le Big Bang.

Et une fois qu’elle commence, l’inflation ne s’arrête jamais et donc, une multitude d’univers devient inévitable. Je dirais que la plupart des versions de l’inflation cosmique mènent à une inflation éternelle en produisant un certain nombre d’univers de poche selon Alan Guth du MIT. Alan Guth est l’un des pionniers de cette théorie.

L’énergie cachée dans l’espace vide dirige l’inflation cosmique et sa quantité varie d’un endroit à l’autre. De ce fait, certaines régions pourraient s’installer et s’arrêteraient de s’étendre. Mais les régions, où l’inflation cosmique serait extraordinaire, pourraient créer des univers en expansion. Et même ces zones avec ces nouvelles bulles pourraient s’étendre dans des univers de poche.

Comme des compositions sur le même thème, chaque univers, produit de cette manière, aurait sa propre physique. Dans certains univers, la matière se dissiperait dans les 10 à 40 secondes après leur création. En revanche, d’autres univers seraient remplis de particules et de lois qui sont similaires au nôtre. En fait, ces autres univers pourraient même être identiques au nôtre. Dans le multivers de l’inflation éternelle, chaque chose qui se produit s’est déjà produite et se produira encore.

Cette notion pourrait expliquer pourquoi les constantes physiques de notre univers sont conçues pour permettre la formation de galaxies, d’étoiles et de l’apparition de la vie. Malheureusement, même si ces autres univers existent, il est impossible de les étudier. Avec l’espace qui sépare chaque univers et le nôtre qui est toujours en expansion, la lumière est trop lente pour trouver une information entre les différentes régions. Chaque univers ne saura jamais qu’il y a un autre univers à côté de lui selon Matthew Johnson de l’université de York à Toronto. Cela peut sembler une idée amusante, mais on ne pourra jamais la tester.

Le problème de la bulle

Cependant, si 2 univers ont commencé en étant suffisamment proches et qu’ils se sont touchés avant de s’étendre, alors les 2 peuvent laisser une empreinte de leur univers respectif. Vous avez besoin de chance selon Johnson. En 2007, Johnson et son conseiller en doctorat ont suggéré que ces bulles en collision pourraient apparaitre comme des sortes d’hématomes dans le fond diffus cosmologique. Ils ont cherché des partenaires de danse cosmique avec le second partenaire qui ressemblerait à notre univers, mais qui aurait plus de matières et de lois. Cela permettrait à la collision d’apparaitre comme un anneau lumineux de photos. En 2011, ils ont cherché dans les données de la sonde WMAP de la NASA, le précurseur de Planck, mais ils n’ont rien trouvé. Mais cette fois, Chary pense qu’il a vraiment trouvé une signature d’une collision avec un autre univers.

Il y a 2 approches pour chercher différents types d’univers de poche selon Johnson. Ils chassaient des lions tandis que nous, on chassait des ours polaires. Au lieu d’étudier le fond diffus cosmologique, Chary a soustrait un modèle du CMB de l’image de Planck concernant tout le ciel. Ensuite, il a supprimé tout le reste, à savoir, les étoiles, le gaz et la poussière. En supprimant tous les composants de notre univers, il ne reste que la nuisance. Mais Chary a découvert des parcelles du ciel qui semblaient plus lumineuses par rapport à ce qu’elles devraient être. Ces anomalies pourraient être les cicatrices d’un choc de notre univers avec un autre.[cite source=’arxiv’]1510.00126[/cite]

Ces parcelles semblent provenir d’une période qui est de quelques centaines de milliers d’années après le Big Bang lorsque les électrons et les protons se sont combinés pour former de l’hydrogène. L’hydrogène a émis une lumière dans une fréquence limitée de couleurs. Nous pouvons voir les signes de cette période, appelée recombinaison, dans la lumière qui est émise du premier hydrogène. L’étude de la lumière provenant de la recombinaison pourrait être la signature unique de la matière dans notre univers et potentiellement distinguer des signes qui proviennent d’autre part. Ce signal est l’une des empreintes de notre propre univers selon Jens Chluba de l’université de Cambridge. Les autres univers doivent avoir une signature différente.

Étant donné que cette lumière est mélangée avec la lueur du fond diffus cosmologique, la recombinaison aurait été difficile à détecter même pour Planck. Pourtant, l’analyse de Charis a révélé des points qui étaient 4 500 fois plus lumineux que ceux prédits par la théorie. Une explication excitante est qu’il y a eu un surplus de protons et d’électrons et ce serait possible dans un endroit où notre univers s’est télescopé avec un autre. Cela explique que la lumière provenant de la recombinaison soit plus brillante. Les parcelles de Chary nécessitent que l’autre univers possède 1 000 fois plus de particules que le nôtre.

Pour expliquer les signaux du Dr Chary avec la radiation de la recombinaison cosmologique, on a besoin d’une large mesure du nombre des autres particules qui sont relatives aux photons selon Chluba. Et c’est tout à fait possible dans la perspective d’univers alternatifs.

L’analyse est fascinante, mais il y a de nombreux problèmes. En 2014, une équipe qui a utilisé le télescope BICEP2 avait annoncé un signal qui interférait avec la terre et qui avait des implications cosmologiques. Les spirales d’une lumière polarisée, détectée dans le fond cosmologique, auraient pu fournir les preuves d’une inflation et une compréhension de leur fonctionnement. Mais il s’est avéré que c’était juste des grains de poussière de notre galaxie.

David Spergel, de l’université de Princeton, qui a joué un rôle majeur pour démonter les résultats du BICEP2, pense que la poussière pourrait également l’explication de ce nouveau signal. On doit envisager d’autres possibilités. Les propriétés de la poussière sont plus complexes que nous le supposions. Joseph Silk, de l’université John Hopkins, est encore plus pessimiste. Pour lui, la théorie d’univers multiples n’est pas plausible. Le papier de Chary est une bonne analyse des anomalies dans les données de Planck, mais Silk estime qu’il y a une interférence avec ces données en avant-plan. Chary reconnait que son idée est excitante, mais que l’existence d’univers multiples nécessite des preuves très solides.

Et Chary propose même son explication sur la poussière. Si c’est vraiment de la poussière, alors c’est la poussière la plus froide qu’on n’ait jamais vue. Cela pourrait être du monoxyde de carbone qui se déplace vers nous, mais on ne le voit pas de cette manière. Cela pourrait être du carbone lointain, mais l’émission observée est trop faible. Je suis certain qu’il a fait en sorte que son analyse soit solide selon Chluba. Mais les interférences d’avant-plan ou des patterns incorrects pourraient expliquer les signaux. Il faudra une analyse indépendante pour confirmer ses travaux.

Des solutions sensibles

L’un des obstacles pour le prouver est que les données sont limitées. Planck est très sensible au fond diffus cosmologique, mais il n’est pas conçu pour mesurer les distorsions spectrales qui sont étudiées par Chary. L’équipe de Johnson envisage d’utiliser Planck pour étudier leur propre approche des univers multiples. Et ils attendent que les données deviennent publiques. Mais ils estiment qu’ils verront la même collision en double avec Planck que lorsqu’ils ont utilisé le WMAP.

Une expérience qui pourrait aider est PIXIE qui est un projet de la NASA. Pixie est un Primordial Inflation Explorer et on considère son financement pour la fin de 2016. La résolution du spectre de Pixie pourrait aider à prouver ou non les signaux de Chary. Mais même si on ne trouve pas ces signaux, la théorie de l’expansion constante, qui est acceptée par tous les scientifiques, nous ramènerait au multivers.

 

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A propos de Jacqueline Charpentier

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Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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