💫 L'Univers déséquilibré : cette expérience remet en cause toute la cosmologie

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Et si l'Univers n'était pas symétrique ? Cette idée, qui va à l'encontre de ce que pensaient les scientifiques depuis longtemps, émerge de nouvelles études sur les grandes structures cosmiques. Au lieu d'être uniforme dans toutes les directions, notre cosmos pourrait présenter des déséquilibres fondamentaux, remettant en cause les bases mêmes de la cosmologie moderne.

Pendant des décennies, les chercheurs ont construit leurs modèles sur l'hypothèse que l'Univers est isotrope et homogène à grande échelle. Cette vision, intégrée au modèle standard appelé Lambda-CDM, simplifie considérablement les calculs et guide notre compréhension de l'évolution cosmique. Cependant, plusieurs incohérences observées entre différentes mesures commencent à ébranler cette image d'un cosmos parfaitement régulier.

Une illustration montrant des galaxies courbant le tissu de l'espace-temps dans un univers en expansion.
Crédit: NASA/JPL-Caltech

Parmi ces anomalies, le dipôle cosmique se distingue par son importance. Il s'agit d'un écart de température dans le fond diffus cosmologique, le rayonnement résiduel du Big Bang, où un côté du ciel apparaît légèrement plus chaud que l'opposé. Cette différence, bien que petite, est significative et avait été expliquée dans le cadre du modèle standard sans remettre en cause ses fondements.

Pour vérifier la cohérence de cette asymétrie, les astronomes ont développé un test basé sur la distribution de matière lointaine, comme les galaxies radio et les quasars. Ce test, connu sous le nom d'Ellis-Baldwin, compare les différences du fond diffus cosmologique avec celles observées dans la répartition des objets célestes. Si l'Univers était vraiment symétrique, ces deux mesures devraient correspondre parfaitement.

Les résultats de ce test sont surprenants: les différences de matière ne correspondent pas à celles du fond diffus cosmologique. Cette discordance a été confirmée par différentes observations, utilisant à la fois des télescopes radio au sol et des satellites en infrarouge. Elle indique que l'hypothèse d'un Univers symétrique, sur laquelle repose le modèle Lambda-CDM, pourrait être incorrecte.

Cette découverte ouvre la voie à une révision profonde de la cosmologie. De nouveaux instruments, comme le satellite Euclid ou l'observatoire Vera Rubin, fourniront bientôt des données plus précises qui pourraient aider à élaborer un modèle cosmologique alternatif. Les avancées en intelligence artificielle pourraient également jouer un rôle dans cette quête pour mieux décrire la structure réelle de notre cosmos.

Cette image du télescope spatial James Webb montre une région profonde du ciel, permettant d'étudier des objets lointains pour tester la symétrie de l'Univers.
Crédit: ESA/Webb, NASA & CSA, G. Östlin, P. G. Perez-Gonzalez, J. Melinder, the JADES Collaboration, the MIDIS collaboration, M. Zamani (ESA/Webb)

Le modèle Lambda-CDM: pierre angulaire de la cosmologie

Le modèle Lambda-CDM est le cadre principal utilisé par les scientifiques pour décrire l'évolution et la composition de l'Univers. Il combine deux éléments clés: une constante cosmologique, notée Lambda, qui représente l'énergie sombre responsable de l'accélération de l'expansion, et la matière noire froide, abrégée en CDM, qui influence la formation des grandes structures comme les galaxies. Ce modèle repose sur l'idée que l'Univers est à la fois isotrope, c'est-à-dire qu'il apparaît identique dans toutes les directions, et homogène à grande échelle, avec une distribution uniforme de la matière.

Depuis sa formulation, le modèle Lambda-CDM a permis d'expliquer de nombreuses observations, telles que le fond diffus cosmologique et l'abondance des éléments légers. Il fournit une chronologie cohérente de l'histoire cosmique, depuis le Big Bang jusqu'à la formation des étoiles et des galaxies. Cependant, il reste incomplet, car il ne décrit pas directement la nature de l'énergie sombre ou de la matière noire, qui constituent ensemble la majeure partie du contenu de l'Univers.

Les tensions récentes, comme celle du dipôle cosmique, mettent à l'épreuve la validité de ce modèle. Si ces anomalies persistent, elles pourraient nécessiter des ajustements majeurs ou même le développement d'un nouveau paradigme cosmologique. Les chercheurs explorent actuellement des alternatives, incluant des modifications des lois de la gravité ou l'introduction de nouveaux composants cosmiques, pour rendre compte des observations discordantes.

L'isotropie et l'homogénéité: principes fondamentaux de l'Univers

En cosmologie, l'isotropie et l'homogénéité sont deux principes qui simplifient considérablement l'étude de l'Univers. L'isotropie signifie que l'Univers semble le même dans toutes les directions lorsqu'on l'observe depuis n'importe quel point. L'homogénéité, quant à elle, implique que la distribution de la matière est uniforme sur de très grandes échelles, sans régions privilégiées. Ces idées sont centrales dans le modèle FLRW (pour métrique Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), qui décrit l'espace-temps dans le cadre de la relativité générale d'Einstein.

Ces principes sont soutenus par des observations comme l'uniformité du fond diffus cosmologique, qui montre de très faibles écarts de température à travers le ciel. Ils permettent aux scientifiques de modéliser l'Univers comme un tout cohérent, en utilisant des équations simplifiées pour prédire son expansion et sa structure. Sans ces hypothèses, les calculs cosmologiques deviendraient extrêmement ardus, car il faudrait tenir compte de nombreuses asymétries locales.

Cependant, les nouvelles études sur le dipôle cosmique et d'autres anomalies montrent que ces principes pourraient ne pas être absolument vrais. Si l'Univers présente effectivement des asymétries significatives à grande échelle, cela remettrait en cause non seulement les modèles actuels, mais aussi notre compréhension fondamentale de la géométrie cosmique. Cela ouvrirait la porte à de nouvelles théories pour expliquer pourquoi l'Univers n'est pas parfaitement symétrique.

MO
moijdikcékool

Vu la discussion: lorsque nous nous déplaçons vers une source, nous voyons son histoire se dérouler plus rapidement :prof: , d'un facteur 1+v/c ~ 1.001. En somme, dans notre direction de mouvement, l'univers est plus vieux de 0.001x13.8Ga=13.8Ma
Voyons :bon: ce que donnerait le modèle stationnaire avec gravitation décroissante dans le temps.
La courbe des redshifts actuellement observés est (cf détails)
z = 0.7/mi*(-1/R(2/3.0)+1./(R-d).(2/3.0)) avec R=13.8 et mi = (-1/R(2/3.0)+1./(R/2).(2/3.0)). Dans 14Ma, elle se réécrira Z avec R=13.814
L'anomalie est censée se trouver à =1.2, et on a (z-Z)/z>0.001 à z=1.2. Les signaux émis à cette distance, alors que nous allons vers eux, se comportent comme s'ils nous étaient envoyés à cette même distance, alors que nous serions immobiles, multiplié par un facteur >1.001, c'est à dire au moins la même quantité d'effet que l'effet Doppler, ce qui est compatible avec la mesure (dans l'article, Dobs/Ddyn > 2)
La valeur mesurée est au moins le double de la valeur attendue, c'est tout à fait normal :) , il n'y a aucun mystère là-dedans, on retourne se coucher :zzz: ! Bref, les cosmologues, en se braquant sur le modèle à dérive négative :bou: des redshifts dans le temps, déduisent des récentes observations que les hypothèses du modèle sont donc, finalement, vraisemblablement fausses :lol2: . Enfin :D ! Vont-ils revoir l'hypothèse faite sur le signe de la dite dérive :heink: ? Et non :lol2: , ils se mettent à questionner l'isotropie/uniformité de l'univers observable, le truc qu'il ne fallait absolument jamais faire :non: , pire encore que de contester l'interprétation expansionniste des redshifts cosmos :bou: , qu'est-ce que vous voulez que je vous dise... Au moins, ils ont le choix: réviser l'hypothèse du redshift drift négatif :love: , ou réviser les aspects unitrope et isoforme de l'univers :lol2:

MO
moijdikcékool

Les signaux émis à cette distance, alors que nous allons vers eux, se comportent comme s'ils nous étaient envoyés à cette même distance, alors que nous serions immobiles, multipliés par un facteur >1.001

mieux dit :siffle: : on reste immobile pendant 14Ma :zzz: (par exemple on continue de développer le modèle expansionniste :bou: , je pense qu'il peut désormais servir de modèle à l'immobilisme :lol2: ) et on mesurera un redshift 1.1970 pour les objets situés actuellement à z=1.2, ie à d=8.9464Gal

Sinon, j'ai oublié de faire la comparaison, c'est obligatoire en cosmologie :D ! C'est une particularité propre au cosmos, on ne peut pas faire d' "expérience", donc on compare les modèles. Les cosmologues oublient un peu facilement cette contrainte :zzz: , disons qu'il se sont évertués à comparer des modèles bancales avec des modèles encore plus bancales :fada: !
Comme si la comparaison entre deux bagnoles pouvait légitimer l'une ou l'autre :pfff: , ou comme si prendre sa douche quotidienne avec des produits pétroliers ou des produits chimiques pouvait nous garder en bonne santé :lol2: ! Un véhicule pro :love: est, par exemple, légitime, l'eau propre :love: est légitime, le reste n'est qu'un empilement d'arguments de vente :tape: pour détourner notre attention et accaparer du temps de cerveau disponible :pleure: , ce qui a été avoué par Coca-Cola marche extrêmement bien :clapclap: pour quasiment tout ce que peut produire le capitalisme :gueule: . Nous ne réfléchissons plus du tout, pire: la réflexion devient même suspecte, mais heureusement l'IA va combler tout ça :lol2: , elle va surement réussir à nous apprendre à faire la part des choses :lol2: , c'est sûr :lol2: . Laissez moi rire doucement :D : combien faudra-t-il de temps à l'IA :zzz: , sans qu'on lui souffle quoique ce soit bien entendu :rideau: , pour comprendre que le modèle stationnaire est la solution à tous les mystères du cosmos? Et le jour où on lui demandera de résoudre la transition énergétique :grilled: , elle finira par nous demander de lui couper le jus :censured: , on continuera de l'alimenter? Pour lui faire deviner le modèle stationnaire? Donnez-moi les milliards :sol: , j'en ferai un meilleur usage!

moi
modèle à dérive négative des redshisfts

Avec cette hypothèse, et en considérant que l'univers observable est plus vieux (donc plus détendu, dixit l'expansion) dans notre direction de mouvement, on devrait voir un univers moins dense, or les mesures indiquent le contraire :lol2: : il est plus dense dans notre direction de mouvement. Même s'ils sont incapables de mesurer la densité de l'univers (d'après leurs hypothèses :bou: , celle-ci doit diminuer avec le temps de manière significative; ne pas faire cette mesure est bien pratique pour eux: cela évite d'avoir à vérifier l'équation de Friedmann décrivant le prétendu comportement relativiste d'un univers en expansion -on devrait dire en dilatation-, en effet le taux d'expansion doit alors varier suivant la densité le long de la ligne de visée, ce qui n'est pas mesuré, dommage :lol: ! Le vide gonfle, ie non localement :vieu: , la matière sert à faire joli :cool: , elle n'influe pas localement sur le taux d'expansion :bou: , en gros celui-ci passerait de 0 dans les densités à 70 dans le vide, pouf d'un coup, comme ça, sans variation, et si les densités n'étaient pas là, on aurait strictement le même résultat, la matière serait donc totalement transparente :lol2: , alors que les équations de la RG sont locales et spécialement écrites autour de la matière :vieu: , vous avouerez que ça n'a strictement aucun sens :fada: , de toute façon, Einstein l'avait précisé, contenu=contenant, pas de matière=pas d'espace, donc utiliser ces équations pour faire gonfler le vide était forcément voué à l'échec :bou2: . En gros, Einstein parti :pleure: , on a du se dire qu'on allait pouvoir faire n'importe quoi avec ses équations :lol2: , youpi de la physique dégénérée, personne pour nous contredire, allez hop on monte dans la bagnole :bou: après s'être enduit de produits pétroliers :bou: , c'est parti! On a vite oublié son idée d'avoir un univers stationnaire, bah oui le temps disponible de nos cerveaux était déjà bien accaparé, désormais propres à nous dire que pour se sortir des choux :larme: , il faut pédaler dans la semoule :cry: ... Toujours est-il que le modèle cosmologique, en plus d'être basé sur un bilan énergétique de science-fiction :lol2: , n'est toujours pas vérifié :non: . Il est même faux :cry: vu que la mesure du taux, attendue décroissante dans le temps et ce de manière significative, obtenue avec les distances les plus lointaines est même inférieure à celle obtenue avec des distances intermédiaires: 67<73 :lol2: , le contraire donc :rD , faut croire que même une cosmologie dite de précision :francais: ne semble pas permettre de questionner la foi que les cosmologues ont en leur modèle :pfff: , ils sont même désormais près à réviser l'hypothèse d'unitropie/isoformité, une hypothèse encore plus fondamentale que l'interprétation des redshifts cosmo, c'est dire leur opiniâtreté aveugle! Faut dire que, si les cosmologues devaient tenir compte de la densité dans les observations :bon: , ils seraient obligés de dire que les évènements devraient être observées au ralenti -l'univers est censé être plus dense par le passé-, dixit la RG :vieu: , et on observe plutôt des évènements rapides, trop rapides pour la théorie :lol2: . Un 'détail' de plus :zzz: , en tout cas ce n'est pas la RG qui va sauver cette affaire :grilled: ! Bon, faut dire qu'il y a cette histoire de modèle au delà de celui de Lorentz :bon: dans le cas du modèle stationnaire, comprenne qui pourra :larme: , bref...), même s'ils sont donc incapables de mesurer la densité décroissante de l'univers, ils sont quand même capables de mesurer des variations de densité :clapclap:

Avec une dérive positive des redshifts cosmo, en considérant aussi que l'univers observable est plus vieux dans la direction de mouvement, on observe naturellement que le redshift de la matière diminue dans notre direction de mouvement :prof: , ce qui mécaniquement donne l'impression que notre vitesse (dite initialement 'dynamique', relativement au CMB, lue dans le dipôle cosmologique), est plus forte :sol: , ce que les auteurs traduisent d'ailleurs par Dobs/Ddyn>2 :clapclap:
Dans ce modèle, pour rappel, le redshift d'une galaxie distante décrit son état énergétique car elle se trouve au centre d'un univers observable plus petit, et donc moins massif, que le nôtre :prof: : plus une galaxie est (était) lointaine, plus elle se trouve (trouvait) dans le passé de l'univers, plus son univers observable est (était) de petite taille, plus l'état énergétique de la matière constituant ladite galaxie est (était) à un niveau bas :beuh: . La distance des galaxies reste la même, l'univers est dit stationnaire :prof: :vieu: , seul donc leur redshift évolue. Vu que tout univers observable s'étend dans l'univers à priori infini et gagne ainsi en masse, le redshift des galaxies distantes diminue dans le temps, ie leur état énergétique augmente :bounce: , et on en verra de nouvelles, plus lointaines que les galaxies actuelles (on voit toujours plus loin), qui auront des redshifts aussi décalés que celles d'aujourd'hui. Avec une dérive positive de leur redshift, de signe opposé et supposé par le modèle actuel où les galaxies sont censées s'éloigner, les galaxies ne se rapprochent pas pour autant hein! Il faudra bien sûr tenir compte de la 'vitesse du temps universel', en fonction de la masse grandissante de l'univers observable
Question :_grat: : avec un temps universel qui ralentit de plus en plus :zzz: , va-t-on passer plus de temps à effectuer un voyage intergalactique si on part maintenant ou si on part plus tard? Attention, c'est une question piège :D ..

D'où la conclusion:

moi
Au moins, ils ont le choix: réviser l'hypothèse du redshift drift négatif :love: , ou réviser les aspects unitrope et isoforme de l'univers :lol2: