L'univers pourrait avoir la forme d'une galerie des glaces, selon des scientifiques

par Baptiste

29 Mai 2024

Les scientifiques pourraient découvrir la topologie de l'univers grâce au fond diffus cosmologique
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Quelle est la forme de l'univers ? C'est une question qui peut sembler banale mais sur laquelle les physiciens et les chercheurs se penchent depuis des décennies. Récemment, en particulier, une étude publiée dans Physical Review Letters pourrait avoir trouvé une réponse, en explorant la possibilité de topologies non conventionnelles et exotiques. En d'autres termes, l'univers pourrait même être une sorte de donut, ou une galerie des glaces. Voyons comment cela est possible.

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La topologie de l'univers

Unsplash

Notre modèle cosmologique est basé sur la mécanique quantique et la relativité générale, les deux principales branches de la physique contemporaine. En général, les scientifiques pensent que l'univers a une structure plate, du point de vue de la matière et de l'énergie, mais il s'agit d'une hypothèse qui ne répond pas à toutes les questions. À ce jour, nous ne savons pas si l'univers est infini, s'il existe des connexions entre ses différentes parties, comment fonctionne sa structure, et ainsi de suite. C'est pour répondre à ces questions que l'étude publiée dans PRL, qui analyse les topologies non conventionnelles ou exotiques, a été menée.

Menée par une équipe internationale de scientifiques, la recherche vise à trouver des preuves que notre univers n'est pas "statistiquement isotrope", c'est-à-dire que la physique est uniforme dans toutes les directions. L'enjeu n'est pas seulement une meilleure compréhension de l'univers, mais la possibilité même de prouver l'existence de connexions entre différents points de l'espace. Avec toutes les conséquences que cela implique.

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Fond cosmique et micro-ondes

Le fond diffus cosmologique tel qu'il est représenté par ESA Plancik

Imagtek/Wikimedia Commons - CC BY 4.0 DEED

L'un des outils que les chercheurs ont considéré est le fond diffus cosmologique, un rayonnement électromagnétique qui imprègne tout l'univers. Après le Big Bang, en effet, l'univers primordial était un bouillon dense et chaud de particules et de gaz en expansion. Le fond diffus cosmologique représente le résidu de ce premier processus d'expansion, au cours duquel les premiers photons pouvaient voyager plus librement. Il s'agit en quelque sorte d'une lueur résiduelle du début de notre univers.

De ce point de vue, le fond diffus cosmologique pourrait dissimuler des signaux d'une forme non conventionnelle. Aujourd'hui, nous pensons que la topologie de l'univers est plate, où un trajet en ligne droite s'éloigne du point de départ. En réalité, des topologies non conventionnelles pourraient renverser cette affirmation, car un univers courbé ou en anneau n'aurait pas ces restrictions. Selon l'étude, nous pourrions trouver des preuves de cette topologie non conventionnelle dans le fond diffus cosmologique, en présence de cercles de température correspondants. Cependant, pour l'instant, les résultats n'ont pas été ceux attendus.

Quelle est la forme de l'univers ?

TheSymplySpace/Youtube

Détecter les fluctuations de température dans le fond diffus cosmologique peut nous aider à comprendre quelle est la forme de l'univers. Jusqu'à présent, l'hypothèse la plus plausible est celle d'un univers plat, mais cela ne signifie pas qu'il en soit réellement ainsi : peut-être n'avons-nous pas les bons instruments, peut-être avons-nous cherché dans la mauvaise direction. Pour cette raison, explorer les traces présentes dans le fond diffus cosmologique peut réellement révolutionner notre compréhension de l'univers.

Pour autant que nous le sachions, nous pourrions vivre dans un univers courbé, prenant la forme d'un donut ou même ressemblant à une galerie des glaces. Comprendre la topologie de l'univers peut non seulement répondre aux questions sur la structure de l'univers, mais peut également changer notre approche de l'exploration spatiale. Deux points extrêmement distants dans l'espace pourraient en réalité être plus connectés que nous ne le pensons. Et donc plus proches.

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