Nouveau lien entre la matière noire et l’agglomération de l’univers

MADRID, 15 juin (EUROPA PRESS) –

Les cosmologistes ont présenté une percée théorique qui pourrait expliquer à la fois la nature de la matière noire invisible et la structure à grande échelle de l’univers connue sous le nom de toile cosmique.

La recherche, dirigée par l’Université de Toronto et publiée dans Journal de cosmologie et de physique des astroparticulessuggère que le “problème d’encombrement” qui se concentre sur la distribution étonnamment uniforme de la matière à grande échelle dans tout le cosmos, peut être un signe que la matière noire est composée d’hypothétiques particules ultra-légères appelées axions. Les implications de prouver l’existence d’axions difficiles à détecter vont au-delà de la compréhension de la matière noire et ils pourraient aborder des questions fondamentales sur la nature de l’univers lui-même.

“Si cela est confirmé par de futures observations au télescope et des expériences en laboratoire, la découverte de matière noire axionique serait l’une des découvertes les plus importantes de ce siècle”, a-t-il déclaré. c’est une déclaration l’auteur principal Keir Rogers, du Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics de l’Université de Toronto.

“En même temps, nos résultats suggèrent une explication pour laquelle l’univers est moins grumeleux que nous le pensionsune observation qui est devenue de plus en plus claire au cours de la dernière décennie et qui laisse actuellement notre théorie de l’univers incertaine.”

La matière noire, qui représente 85 % de la masse de l’univers, est invisible car elle n’interagit pas avec la lumière. Des scientifiques étudient ses effets gravitationnels sur la matière visible comprendre comment il se répartit dans l’univers.

Une théorie de premier plan propose que la matière noire soit constituée d’axions, décrits en mécanique quantique comme “flous” en raison de leur comportement ondulatoire. Contrairement aux particules ponctuelles discrètes, les axions peuvent avoir des longueurs d’onde plus longues que des galaxies entières. Ce flou influence la formation et la distribution de la matière noire, ce qui pourrait expliquer pourquoi l’univers est moins grumeleux que prévu dans un univers sans axions.

Cette absence d’amas a été observée dans de vastes enquêtes sur les galaxies, remettant en question l’autre théorie dominante selon laquelle la matière noire se compose uniquement de particules subatomiques lourdes à faible interaction appelées WIMP. Malgré des expériences telles que le Large Hadron Collider, aucune preuve n’a été trouvée pour soutenir l’existence de WIMP.

“En science, c’est lorsque les idées éclatent que de nouvelles découvertes sont faites et que de vieux problèmes sont résolus.“, dit Rogers.

Pour l’étude, l’équipe de recherche a analysé les observations de la lumière relique du Big Bang, connue sous le nom de fond diffus cosmologique (CMB), obtenues à partir des relevés Planck 2018, du télescope de cosmologie Atacama et du télescope du pôle Sud.

Les chercheurs ont comparé ces données CMB avec les données de regroupement de galaxies du Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), qui cartographie les positions d’environ un million de galaxies dans l’Univers voisin. En étudiant la distribution des galaxies, qui reflète le comportement de la matière noire sous les forces gravitationnelles, ils ont mesuré les fluctuations de la quantité de matière dans l’univers et ont confirmé sa réduction de l’agglutination par rapport aux prédictions.

Les chercheurs ont ensuite effectué des simulations informatiques pour prédire l’apparition de reliques de lumière et la distribution des galaxies dans un univers avec de longues ondes de matière noire. Ces calculs ont été alignés avec les données CMB du Big Bang et les données des amas de galaxies, ce qui soutient l’idée que les axions flous pourraient expliquer le problème d’encombrement.