Est-ce que l'univers tourne?


Est-ce que l'univers tourne?

Est-ce que l'univers est un spinner?

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Si vous regardez autour de vous, vous remarquerez beaucoup de choses – les planètes, les étoiles, les lunes, et même la galaxie – ont un point commun: elles tournent. Alors, l'univers tourne-t-il aussi?

Les cosmologistes ont étudié ce mystère avec acuité, car ils peuvent nous en dire plus sur la nature fondamentale de l'univers.

"C'est une question très abstraite, comme la plupart des autres spécialistes de la cosmologie, mais ceux d'entre nous qui étudient la cosmologie pensent que c'est un moyen d'étudier la physique fondamentale", a déclaré Tess Jaffe, astrophysicien à l'Université du Maryland et chercheur adjoint à la Goddard Space de la NASA Centre de vol. "Il y a certaines choses que nous ne pouvons pas tester dans un laboratoire sur Terre. Nous utilisons donc l'univers et la géométrie de l'univers, ce qui pourrait nous en dire plus sur la physique fondamentale." [If There Were a Time Warp, How Would Physicists Find It?]

Les scientifiques, en réfléchissant à la nature fondamentale de l'univers, ont commencé par supposer que l'univers ne tournait pas et qu'il était isotrope, ce qui signifie qu'il se ressemblait dans toutes les directions. Cette hypothèse est cohérente avec les équations d'Einstein, mais n'est pas requise par elles. À partir de cette réflexion, les scientifiques ont construit une norme de modèle cosmologique décrivant l'univers.

"Ce [assumption] est vraiment codé dans la façon dont nous effectuons nos calculs, dans notre manière d’analyser nos données, dans notre façon de faire beaucoup de choses ", a déclaré Daniela Saadeh, chargée de recherche à la Faculté de physique et d’astronomie de l’Université de Nottingham. Royaume-Uni, a déclaré Live Science. "Mais vous devez le tester. Vous ne pouvez pas simplement espérer le meilleur. "

Pour voir si ces hypothèses sur l’univers et sur sa physique fondamentale étaient correctes, les scientifiques ont rassemblé des observations pour tester leurs modèles. En particulier, ils ont utilisé la lumière du fond diffus cosmologique, ou CMB, en abrégé. Cette lumière est la plus ancienne que nous puissions observer – émise seulement 380 000 ans après le Big Bang – et constitue un trésor d'informations pour les cosmologues qui étudient l'univers.

Le CMB semble presque identique dans toutes les directions, mais il existe de très petites variations de température, d’un millième de degré, qui ont été affectées par l’histoire, le contenu et la géométrie de l’univers. En étudiant ces différences, les scientifiques peuvent voir si l'univers a été déformé de quelque manière que ce soit, ce qui suggérerait une rotation ou une expansion augmentée dans une direction plus que dans une autre. Les mesures de la polarisation de la lumière – essentiellement son orientation – peuvent également fournir des informations sur la géométrie de l'univers.

Les scientifiques ont découvert que la lumière CMB ne montre aucune preuve de la rotation de l’univers. En outre, selon une étude publiée en 2016 dans la revue Physical Review Letters dirigée par Saadeh et Stephen Feeney, astrophysicien à l'Imperial College, les probabilités que l'univers soit isotrope soient de 120 000: 1, ce qui signifie que son apparence est la même. Londres. Une autre étude a révélé une probabilité de 95% que l’univers soit homogène, ce qui veut dire qu’il en va de même partout, à grande échelle.

Toutes ces études suggèrent que l'univers est en grande partie uniforme et ne tourne pas. Cette conclusion n’est pas susceptible de changer. Les futures mesures de la polarisation du CMB pourraient s'améliorer au cours des prochaines décennies, mais il est peu probable que les nouvelles données remettent en cause les résultats précédents.

"Nous avons caractérisé le [temperature] signal qui est là, jusqu'à pratiquement où il n'a pas plus d'informations pour nous ", a déclaré Jaffe Live Science." Je ne pense pas que [new polarization data] Cela aurait un impact important sur la question de la rotation, précisément parce que la rotation est le signal que nous nous attendons à voir à très grande échelle et qui a été plus ou moins exclue par les données dont nous disposons déjà. "

Si le résultat que l'univers n'est pas en rotation est certainement un soulagement pour les cosmologistes qui avaient fondé leurs modèles sur cette hypothèse, cela nous donne également une perspective intéressante sur notre place dans l'univers.

"Nous avons vraiment commencé en tant qu'humains de cette idée d'être le centre de l'univers", a déclaré Saadeh. "Je pense que c'est vraiment fascinant à quel point nous sommes minuscules et insignifiants."

Publié à l'origine sur Science en direct.