Multivers : une preuve dans le « trou » géant dans le rayonnement fossile ?

Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l’existence d’une anomalie connue sous le nom de Cold Spot dans la carte du rayonnement fossile. L’une d’elles, qui fait intervenir l’influence de l’énergie noire dans une région pauvre en galaxies, vient d’être réfutée, laissant la place à une possible signature de la théorie du multivers.

Le rayonnement fossile a été étudié de plus en plus précisément grâce aux observations des satellites WMap et, plus récemment, Planck. Quelques anomalies relativement aux prédictions théoriques ont été trouvées mais rien qui ne puisse vraiment parler contre lui ou signaler l’existence d’une nouvelle physique. Comme dans le cas du LHC, on peut donc dire que les résultats obtenus ont été décevants bien qu’étant paradoxalement des confirmations spectaculaires de la clairvoyance des architectes, aussi bien du modèle standard physique des hautes énergies qu’en cosmologie. La théorie de l’inflation en est ressortie renforcée mais toujours pas démontrée car il n’y a pas eu de détections des fameux modes B. Des signaux convaincants de l’existence d’une topologie non triviale du cosmos n’ont pas été vus non plus.

Il existe cependant une énigme qui resurgit périodiquement sur le devant de la scène : celle du fameux « Cold Spot ». Il s’agit d’une zone étendue anormalement froide sur la carte des fluctuations de températures de la voûte céleste. Le dernier avatar en date de cette saga est une publication sur arXiv d’un article provenant des travaux de cosmologistes menés par des chercheurs de l’université britannique de Durham, Ruari Mackenzie et Tom Shanks. Selon eux, l’hypothèse d’une sorte de supervide contenant très peu de galaxies et qui aurait laissé son empreinte dans le rayonnement fossile sous la forme d’un « point froid » ne tient pas. Il faudrait peut-être en revenir à une manifestation d’une nouvelle physique.

Selon le professeur Shank, l’hypothèse (bien qu’elle soit très spéculative) « la plus excitante est que le Cold Spot a été causé par une collision entre notre univers et un autre univers bulle. Si de futures analyses, plus détaillées, du rayonnement fossile prouvent que c’est bien le cas alors le Cold Spot pourrait être considéré comme la première preuve de l’existence d’un multivers ». Le cosmologiste continue : « des milliards d’univers comme le nôtre pourraient exister ».

Planck

Plus conservatrice était l’hypothèse avancée il y a une décennie qui proposait que ce Cold Spot était une manifestation de l’existence de l’énergie noire via l’effet Sachs-Wolfe Intégré (ISW en anglais). Mais il fallait pour cela supposer l’existence d’une superbulle, une cavité large d’un milliard d’années-lumière environ dans la distribution des amas de galaxies. Cette superbulle pouvait être une fluctuation naturelle dans cette distribution, apparue au cours du temps lorsque les amas de galaxies se sont rassemblés, mais elle était assez peu probable et en tout cas moins que celle d’une fluctuation primitive dans la distribution de matière laissant une empreinte primordiale dans le rayonnement fossile.

Il y avait toutefois un moyen d’y voir plus clair : tenter de vraiment détecter un manque de galaxies dans cette bulle. Pour cela, les cosmologistes ont mesuré les décalages spectraux de beaucoup d’entre elles sur la ligne de visée entre le Cold Spot et notre Système solaire. Ils permettent de calculer une distance ; or, jusqu’à présent les résultats obtenus étaient entachés d’incertitudes qui ne permettaient pas de conclure.

Un spectrographe monté sur le AAT (Anglo-Australian Telescope) de 3,9 m de diamètre situé à l’observatoire de Siding Spring, en Australie, a fini par donner des mesures fiables avec un échantillon d’environ 7.000 galaxies. Elles ont révélé la présence d’une région moins riche en galaxies mais pas d’un seul bloc. Les chercheurs ont plutôt vu des bulles et des filaments assez similaires aux structures que l’on observe ailleurs dans le cosmos observable.

Cold spot

Le « Cold Spot »est une région de la voûte céleste où le rayonnement fossile est un peu plus froid. Ça n’a peut-ête l’air de rien mais cela pourrait conduire à une révolution en cosmologie. (Source : ESA/Durham University)

Si le Cold Spot est bien une manifestation du multivers, ce serait sans doute une conséquence de la théorie de l’inflation qui prédit que différentes régions de l’espace auraient été le lieu d’une transition de phase dans l’énergie du vide quantique, un peu à la façon dont se forment des bulles dans un liquide. Ce serait alors la croissance de l’une d’entre elles qui l’aurait conduite à entrer en collision avec la nôtre, laissant une empreinte très tôt dans l’histoire de l’univers.

Mais bien du travail et des observations restent sans doute à faire avant de vraiment prendre au sérieux, voire de démontrer, ce scénario pour expliquer cette curieuse anomalie dans le rayonnement fossile.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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