Voie lactée : on vit dans une cambrousse cosmique
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Une nouvelle hypothèse suggère que la Voie lactée est dans un gigantesque vide cosmique comparé au reste de l’univers. Donc, on vit dans une cambrousse céleste.
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Dans une étude d’observation de 2013, Amy Barger, astronome de l’Université de Wisconsin-Madison et son étudiant, Ryan Keenan, ont montré que notre galaxie, dans le contexte de la structure à grande échelle de l’univers, réside dans un énorme vide, une région de l’espace qui contient bien moins de galaxies, d’étoiles et de planètes que dans d’autres régions.
Désormais, une nouvelle étude proposée par une autre étudiante de Barger, renforce l’idée que nous vivons dans une sorte de cambrousse du cosmos, mais elle réduit également le désaccord apparent dans les différentes mesures de la constante de Hubble. La constante de Hubble est l’unité pour décrire le taux d’expansion de l’univers.
Le débat provient de la constatation que les différentes techniques utilisées pour mesurer la vitesse d’expansion de l’univers donnent des résultats différents. Quelle que soit la technique que vous utilisez, vous devriez obtenir la même valeur pour le taux d’expansion de l’univers selon Ben Hoscheit qui présente une analyse d’un vide beaucoup plus grand que la moyenne dans laquelle se trouve notre galaxie. Mais le fait de vivre dans ce vide réduit la tension entre les 2 mesures.
Une carte de l’univers local observée par le Sloan Digital Sky Survey. Les zones oranges possèdent une plus grande densité d’amas de galaxie et de filaments – Crédit : Sloan Digital Sky Survey
La raison est que le vide, ayant beaucoup plus de matière à l’extérieur exerce une attraction gravitationnelle plus importante, affecte la valeur de la constante de Hubble. En effet, ce vide influence la mesure de la technique qui se base sur des supernovae relativement proches, mais il n’aura aucun effet sur la technique qui utilise le fond diffus cosmologique (CMB).
Cette nouvelle étude fait partie d’un effort plus large pour mieux comprendre la structure à grande échelle de l’univers. La structure du cosmos est semblable à un fromage suisse dans le sens où elle se compose de “matière normale” sous la forme de vides et de filaments. Les filaments sont constitués de superamas et d’amas de galaxies, qui sont à leur tour composés d’étoiles, de gaz, de poussière et de planètes. La matière sombre et l’énergie noire, qui ne peuvent pas encore être observées directement, constituent 95 % de l’univers.
Le vide qui contient la Voie lactée, surnommé comme le “Vide KBC” par Keenan, Barger et Lennox Cowie de l’Université d’Hawaï, est 7 fois plus grand que la moyenne avec un rayon mesurant environ 1 milliard d’années-lumière. À ce jour, c’est le plus grand vide connu. La nouvelle analyse d’Hoscheit, selon Barger, montre que les premières estimations du vide KBC, qui a la forme d’une sphère avec une coque composée de galaxies, d’étoiles et d’autres matières, ne sont pas exclues par d’autres contraintes d’observation.
Il est souvent très difficile de trouver des solutions cohérentes entre de nombreuses observations différentes selon Barger. Mais on remarque que le profil de densité mesuré par Keenan est compatible avec les observations cosmologiques.
La lumière d’une explosion de supernova, connue comme une chandelle standard, est utilisée pour mesurer l’expansion accélérée de l’univers. Étant donné que ces objets sont relativement proches de la Voie lactée et comme ils produisent la même quantité d’énergie indépendamment de leur localisation dans l’univers, ces chandelles sont une technique pour mesurer la constante de Hubble.
De même, le fond diffus cosmologique (CMB) est une autre technique pour observer l’univers jeune. Les photons du CMB encodent une image d’un univers enfant selon Hoscheit. Ils nous montrent qu’à cette étape, l’univers était étonnamment homogène. C’était une soupe chaude et dense de photons, d’électrons et de protons avec des différences de température minuscules. Mais, ces petites différences de température nous permettent de déduire la constante de Hubble.
On peut donc faire une comparaison directe selon Hoscheit entre la détermination “cosmique” de la constante de Hubble et la détermination “locale” dérivée des observations de la lumière provenant de supernovas relativement proches. Et si on prend en compte l’influence de ce vide sur la mesure avec les supernovas, alors la différence entre les 2 mesures est beaucoup plus réduite. Les travaux ne sont pas encore publié dans une revue, mais les chercheurs les ont présenté par la réunion de l’American Astronomical Society. De ce fait, il est important de prendre cette hypothèse avec des pincettes.
