Matière/Antimatière: une violation de symétrie dans l'Univers primordial mise en évidence

Dans un Univers parfait, tout serait symétrique. Mais voilà, notre Univers est loin d'être parfait. En effet, depuis les années 60, on reconnait une violation de symétrie permettant d'expliquer pourquoi notre Univers est dominé par la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...), sans présence notable d'antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière...). C'est ce qui a permis à tout ce qui nous entoure d'exister.


Malgré tout, jusqu'à aujourd'hui, trouver la source de cette violation de symétrie, prouver son existence même, s'est révélé impossible. Pourtant, une étude récente de l'Université de Floride (L'Université de Floride (University of Florida, abrégé en UF) est une...) pourrait bien changer la donne.

Dans cette étude, les chercheurs ont découvert que l'Univers, à un certain moment, avait une préférence pour certains types de regroupements de galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) plutôt que pour leur image miroir. Ce concept suggère qu'il existe un instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) infinitésimal dans l'histoire de notre Univers où les lois de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) étaient différentes de celles que nous connaissons aujourd'hui. Cela a eu des conséquences déterminantes sur l'évolution de l'Univers.

Cette découverte, faite avec une grande confiance statistique, a des implications majeures.

La violation aurait laissé son empreinte sur les galaxies à venir lors de l'inflation aux tous premiers instants de l'Univers. Elle pourrait également aider à répondre à une question fondamentale en cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...): pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? En effet, la violation de symétrie est nécessaire pour expliquer pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière. C'est une condition essentielle à la formation des galaxies, des étoiles, des planètes et de la vie telle que nous la connaissons.

Pour arriver à cette conclusion, l'équipe de recherche a imaginé toutes les combinaisons possibles reliant quatre galaxies par des lignes imaginaires dans l'espace. Cela donne des objets 3D appelés tétraèdres, ressemblant à des pyramides déséquilibrées. Ils ont dû analyser mille milliards de tétraèdres imaginaires de regroupement de quatre galaxies, soit un nombre d'analyses quasiment inconcevable. C'est pourquoi ils ont dû développer des formules mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide...) sophistiquées pour effectuer ces calculs dans un délai raisonnable.

Malgré la complexité technique de l'analyse, les chercheurs ont pu constater que l'Univers a bel et bien une préférence. Ils ont validé leur découverte avec une confiance statistique de sept sigma, une mesure qui indique à quel point il est peu probable d'obtenir un tel résultat par hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon...).

Cette découverte de la violation de symétrie n'est pas la première. Cependant, c'est la première fois qu'on observe une violation de symétrie qui pourrait affecter le regroupement tridimensionnel des galaxies dans l'Univers. Cette violation aurait dû se produire dès la période de l'inflation peu après le Big Bang.

La course est maintenant lancée pour produire une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) capable d'expliquer la préférence de l'Univers pour l'excès de matière.