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La “matière noire” serait-elle un simple effet d’illusion dû à la polarisation du vide quantique - Dark matter may be an illusion caused by the quantum vacuum - Matière et Révolution
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La “matière noire” serait-elle un simple effet d’illusion dû à la polarisation du vide quantique - Dark matter may be an illusion caused by the quantum vacuum

vendredi 4 novembre 2016

3 Messages de forum

  • De nouveaux travaux montrent que la vitesse d’expansion de l’Univers serait plus importante que celle déduite des observations des premiers instants après le big bang.

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  • Il y a presque un an, Futura-Sciences avait demandé l’avis du cosmologiste français Alain Blanchard au sujet d’une annonce faite par le prix Nobel de physique Adam Riess. En compagnie de ses collègues, il avait obtenu une nouvelle valeur de la mythique constante de Hubble. Pour cela, ils avaient utilisé les fameuses étoiles variables que sont les Céphéides, observées avec le télescope spatial Hubble. Or la valeur mesurée était un peu plus élevée que celle déduite de l’analyse des données collectées par Planck en observant le rayonnement fossile.

    Astrophysiciens et cosmologistes se sont alors brusquement retrouvés confrontés au dilemme suivant, selon Alain Blanchard : « soit, on croit aux mesures de la constante de Hubble par Riess, et aux mesures de Planck, et alors on a le signe d’une nouvelle physique, soit il y a une des données qui est un peu biaisée... ».

    Le chercheur nous avait ensuite expliqué que, selon lui, cette problématique - nouvelle physique ou biais dans les analyses - allait probablement être très présente en cosmologie au cours des prochaines années.

    Une salve de publications sur arXiv provenant de la collaboration HOLiCOW, un projet international en cosmologie mené par l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et le Max Planck Institute, vient confirmer tout à la fois la découverte d’Adam Riess et ses collègues, ainsi que la prédiction d’Alain Blanchard. Une nouvelle mesure de la vitesse de l’expansion de l’univers, en utilisant l’effet de lentille gravitationnelle forte des galaxies sur plusieurs quasars, conduit à nouveau à un conflit avec la mesure de la constante de Hubble fournie par Planck. Mieux, les membres de HOLiCOW retrouvent par une méthode indépendante une valeur proche de celle déduite de l’étude des Céphéides avec, cette fois-ci, une précision de 3,8 %.

    Pour aboutir à ce résultat, les astrophysiciens ont travaillé dans la cadre du programme COSmological MOnitoring of GRAvItational Lenses (COSMOGRAIL) qui utilise principalement le télescope suisse de 1,2 m situé dans les Andes chiliennes, à proximité des observatoires de l’ESO. L’idée de base a consisté à mesurer des décalages de fluctuations de luminosité dans les multiples images de cinq quasars ayant subi un effet de lentille gravitationnelle. La méthode est plus directe que celles utilisées pour déduire du rayonnement fossile la valeur de la constante de Hubble. Elle repose sur moins d’hypothèses et donc de sources d’erreurs possibles à prendre en compte. Elle est donc plus robuste.

    Il y a de bonnes raisons de penser que les quasars sont en réalité des trous noirs supermassifs rendus très lumineux par l’accrétion d’importantes quantités de matière. Leur luminosité fluctue en raison même de la physique des processus liés à l’accrétion et à la génération de rayonnement. Une galaxie massive qui s’interpose entre ce rayonnement et nous va dévier, en raison de son champ de gravitation, les rayons lumineux de sorte qu’ils ne suivront pas les mêmes chemins et ne parcourront pas les mêmes distances. Qualitativement et quantitativement, les temps de parcours sont affectés par l’expansion de l’univers observable et, au final, l’effet de lentille gravitationnelle va se manifester par des images d’un même quasar qui vont varier en luminosité avec des décalages dans le temps. Il est donc possible de déduire de ces décalages, une vitesse d’expansion et donc, la constante de Hubble.

    Au final, on trouve une valeur d’environ 72 km par seconde par mégaparsec (un mégaparsec représente environ 3,3 millions d’années-lumière). Le conflit avec les analyses des mesures du rayonnement fossile est désormais plus aigu car avec les Céphéides, il y a deux méthodes de mesure différentes, donc ne partageant pas les mêmes biais expérimentaux possibles qui aboutissent à un résultat comparable.

    S’il n’y a pas d’erreur dans les mesures de Planck, il est possible qu’il faille reconsidérer certaines des hypothèses admises concernant le modèle standard en cosmologie mais aussi, et peut-être surtout, en physique des particules. La constante cosmologique n’est peut-être pas une vraie constante, ce qui a des implications sur la nature de l’énergie noire. Ou peut-être existe-t-il une nouvelle famille de neutrinos, une famille qui pourrait, cette fois, nous renseigner sur la nature de la matière noire.

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