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Que s’est-il passé après le Big Bang ? Ce scientifique tente de répondre par la théorie mathématique

Que s’est-il passé après le Big Bang ?  Ce scientifique tente de répondre par la théorie mathématique

JAKARTA – Les astronomes ont trouvé une nouvelle façon de “voir” à travers les brumes de l’univers primitif afin de pouvoir détecter la lumière des premières étoiles et galaxies.

Observer la naissance de ces objets est depuis longtemps un objectif des scientifiques car cela permettra d’expliquer comment l’univers a évolué du vide après le Big Bang au cosmos complexe que nous observons aujourd’hui, soit 13,8 milliards d’années plus tard. C’est quelque chose commandé par le nouveau télescope spatial James Webb.

Mais alors que Webb voit des longueurs d’onde dans l’infrarouge, le télescope SKA (Réseau de kilomètres carrés) La prochaine génération basée sur Terre – qui devrait être achevée d’ici la fin de cette décennie – étudiera l’univers primitif via des ondes radio.

Pour les radiotélescopes d’aujourd’hui, le défi consiste à détecter le signal cosmologique de l’étoile à travers d’épais nuages ​​d’hydrogène, qui bloquent la vue car ils absorbent si bien la lumière.

La distorsion d’autres signaux radio peut également gêner, ce qui est considéré comme l’un des défis extrêmes auxquels est confrontée la cosmologie radio moderne.

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Par exemple, les signaux des galaxies lointaines que les astronomes essaient de détecter sont environ 100 000 fois plus faibles que ceux de notre propre galaxie.

Mais des chercheurs dirigés par l’Université de Cambridge ont maintenant développé une nouvelle méthodologie, utilisant les mathématiques, qui leur permet de voir à travers les nuages ​​anciens et d’autres signaux de bruit du ciel.

Cela leur permettrait donc d’éviter les effets néfastes de la distorsion introduite par les radiotélescopes.

Leur idée, qui faisait partie de l’expérience REACH (Expérience radio pour l’analyse de l’hydrogène cosmique), permettra aux astronomes d’observer les premières étoiles à travers leurs interactions avec les nuages ​​d’hydrogène, de la même manière qu’on en déduit les paysages en regardant les ombres dans le brouillard.

L’espoir est qu’il améliorera la qualité et la fiabilité des observations des radiotélescopes sur cette période clé et inexplorée du développement de l’univers. Les premières observations de REACH sont attendues plus tard cette année.

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“Au moment où les premières étoiles se sont formées, l’univers était en grande partie vide et composé principalement d’hydrogène et d’hélium”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, le Dr Eloy de Lera Acedo, du laboratoire Cavendish de Cambridge. Courrier quotidien.

“En raison de la gravité, les éléments se sont finalement réunis et les conditions étaient idéales pour la fusion nucléaire, qui a formé les premières étoiles”, a-t-il ajouté.

“Mais ils sont entourés d’un nuage appelé hydrogène neutre, qui absorbe si bien la lumière qu’il est difficile de détecter ou d’observer directement la lumière derrière le nuage.”

En 2018, un autre groupe de recherche a publié des résultats faisant allusion à la détection possible de cette première lumière, mais les astronomes n’ont pas été en mesure de la répéter, ce qui les a amenés à croire que le résultat original aurait pu être causé par des interférences du télescope utilisé.

“Les résultats originaux nécessiteront une nouvelle physique pour être expliqués, en raison de la température de l’hydrogène gazeux, qui devrait être beaucoup plus froide que notre compréhension actuelle de l’univers”, a déclaré le Dr de Lera Acedo.

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“Si nous pouvons confirmer que le signal trouvé dans l’expérience précédente provient bien de la première étoile, les implications seraient énormes”, a-t-il ajouté.

Pour étudier cette période de développement de l’univers, souvent appelée l’aube cosmique, les astronomes ont utilisé une ligne de 21 centimètres, signe du rayonnement électromagnétique de l’hydrogène dans l’univers primitif.

Ils ont cherché des signaux radio mesurant le contraste entre le rayonnement de l’hydrogène et le rayonnement derrière le brouillard d’hydrogène.

La méthodologie développée par le Dr de Lera Acedo et ses collègues utilise les statistiques bayésiennes pour détecter les signaux cosmologiques en présence d’interférences provenant des télescopes et du bruit général du ciel, afin que les signaux puissent être séparés.

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