Premier aperçu de ce à quoi ressemble la gravité à l’échelle cosmologique

Le modèle standard de la cosmologie est basé sur la relativité générale, qui décrit la gravité comme la courbure ou la déformation de l’espace et du temps. Bien qu’il ait été prouvé que les équations d’Einstein fonctionnent très bien dans notre système solaire, elles n’ont pas été confirmées par l’observation pour fonctionner dans tout l’univers.

Une équipe internationale de cosmologistes, comprenant des scientifiques de l’Université de Portsmouth en Angleterre, a maintenant pu tester la théorie de la gravité d’Einstein dans les confins de l’espace.

Ils l’ont fait en examinant de nouvelles données d’observation provenant de télescopes spatiaux et terrestres qui mesurent l’expansion de l’Univers, ainsi que les formes et la distribution des galaxies lointaines.

L’étude, publiée dans Astronomie naturelle, a exploré si la modification de la relativité générale pouvait aider à résoudre certains des problèmes ouverts rencontrés par le modèle standard de la cosmologie.

Le professeur Kazuya Koyama, de l’Institut de cosmologie et de gravitation de l’Université de Portsmouth, a déclaré : “Nous savons que l’expansion de l’univers s’accélère, mais pour que la théorie d’Einstein fonctionne, nous avons besoin de cette mystérieuse constante cosmologique.

« Différentes mesures du taux d’expansion cosmique nous donnent des réponses différentes, également connues sous le nom de tension de Hubble. Pour essayer de lutter contre cela, nous avons modifié la relation entre la matière et l’espace-temps, et étudié dans quelle mesure nous pouvons limiter les écarts par rapport à la prédiction de la relativité générale. . Les résultats étaient prometteurs, mais nous sommes encore loin d’une solution.”

Les modifications possibles de l’équation de la relativité générale sont enfermées dans trois fonctions phénoménologiques décrivant l’expansion de l’univers, les effets de la gravité sur la lumière et les effets sur la matière. En utilisant une méthode statistique connue sous le nom d’inférence bayésienne, l’équipe a reconstruit les trois fonctions simultanément pour la première fois.

“Des reconstructions partielles de ces fonctions ont été effectuées au cours des 5 à 10 dernières années, mais nous n’avions pas suffisamment de données pour reconstruire avec précision les trois en même temps”, a ajouté le professeur Koyama.

“Ce que nous avons découvert, c’est que les observations actuelles deviennent suffisamment bonnes pour limiter les écarts par rapport à la relativité générale. Mais en même temps, nous trouvons qu’il est très difficile de résoudre ce problème que nous avons dans le modèle standard, même en étendant notre théorie de la gravité. .

“Une perspective passionnante est que dans quelques années, nous aurons beaucoup plus de données provenant de nouvelles sondes. Cela signifie que nous pourrons continuer à améliorer les limites des modifications de la relativité générale en utilisant ces méthodes statistiques.”

Les missions à venir fourniront une carte 3D très précise de la matière agrégée dans l’Univers, que les cosmologistes appellent structure à grande échelle. Ceux-ci offriront un aperçu sans précédent de la gravité à de grandes distances.

Le professeur Levon Pogosian, de l’Université Simon Fraser au Canada, a déclaré: “Alors que l’ère de la cosmologie de précision se déroule, nous sommes sur le point d’apprendre la gravité à des échelles cosmologiques avec une grande précision. Les données actuelles dessinent déjà une image intéressante, qui, si confirmé avec un pouvoir de contrainte plus élevé, pourrait ouvrir la voie à la résolution de certains des défis ouverts en cosmologie.”

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Portsmouth. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.