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Des cohérences de structures à grande échelle dans la toile cosmique

TEMPS DE LECTURE ESTIMÉ : 4 MINUTES
 
Par Amira Val Baker, astrophysicienne à la RSF, le 25 Novembre 2019

 

Les galaxies semblent communiquer entre elles à travers de vastes distances jamais imaginées auparavant, remettant de nouveau en question le modèle cosmologique.

Ces structures délimitées par leur influence gravitationnelle sont constituées de gaz de poussières et de milliards d’étoiles et elles existent par milliers de milliards. Les galaxies les plus observées sont en forme de spirale tout comme notre chère Voie Lactée, tandis que d’autres sont elliptiques, lenticulaires ou irrégulières. La formation et l’évolution d’une galaxie peut se déduire grâce à ses cinématiques galactiques (ndt : ses mouvements), particulièrement dans sa rotation, laquelle est définie par la conservation de son moment angulaire. Par l’étude de la rotation d’une galaxie, les scientifiques peuvent ainsi en déduire comment elle s’est formée et comment elle a évolué. S’est-elle formée à partir d’un nuage de gaz ? A-t-elle évoluée en fusionnant ?
 
Comme on pouvait s’y attendre, le comportement galactique – incluant sa rotation- est influencée par celui de ses voisines. Cependant, dans un récent rapport (en anglais), des scientifiques coréens, Joon Hyeyp Lee et ses collègues ont présenté des informations observationnelles montrant que la direction rotationnelle d’une galaxie tend à être en cohérence avec le mouvement moyen de ses voisines proches dans un rayon de 1 Méga parsec (1Mpc) – soit 3 millions d’années lumières ou plus de 30 millions de billions de kilomètres. C’est bien au-delà de ce qu’on attendait des effets de la gravité.
 
Intrigué, Lee et ses collègues voulaient seulement voir jusqu’où s’étendait cette cohérence. En utilisant les données de l’étude du Calar Alto Legacy Integral Field Area (CALIFA) – un projet astronomique utilisant l’observatoire Calar Alto en Espagne pour cartographier 600 galaxies – ils ont cartographié la distribution des vitesses des galaxies « voisines » dans un rayon de 15 Mpc depuis les galaxies observées par CALIFA.
 
Un graphique composite de cartes regroupant quelques-unes des propriétés des galaxies, obtenu depuis les données du CALIFA.
 
De manière inattendue, ils ont trouvé que dans des rayons de plusieurs méga parsecs, les profils des vitesses de rotation des galaxies montrent des fortes indications d’une cohérence dynamique entre la rotation des galaxies du CALIFA et leurs voisines. Les cohérences à petite échelle ont été expliquées par le rôle que joue la force entropique, mais qu’est-ce qui pourrait causer cette cohérence à grande échelle ?
 
Dans une récente publication (en anglais) présentant ses résultats, Lee et son équipe se sont attardés sur la question et ont suggéré qu’une relation existe entre les mouvements à long terme des structures à grandes échelles et la rotation des galaxies à l’intérieur de cette structure.
 
L’alignement d’axes de rotation avec des structures à grande échelle tels que les filaments cosmiques a déjà été observé auparavant. Par exemple, en 2014, les alignements des axes d’un nombre significatif de quasars se sont révélés être parallèles !
 
Cependant, toute corrélation dans les alignements des axes à travers de telles distances viole le principe cosmologique, lequel stipule que nous vivons dans un univers homogène et isotrope.
 
Pour en rajouter, en 2018 une équipe de scientifique a observé qu’un nombre significatif de galaxies naines suivait un modèle de vitesse de rotation cohérent, aligné avec l’axe élongé de leur galaxie hébergeuse, plutôt que d’orbiter aléatoirement comme prédit par le modèle cosmologique classique.
 
De plus en plus de ces mystérieuses cohérences sont observées, remettant le modèle cosmologique actuel en question.

Le modèle RSF en perspective :

Le modèle unifié considère l’interconnexion de toutes les choses, ce qui peut être expliqué via la structure granulaire de l’espace-temps à l’échelle de Planck. Ces structures se mouvant avec cohérence forment des structures de plus en plus grandes… des structures dans des structures jusqu’à l’univers et au-delà.
 
 
 
 
Traduction proposée par Hugo Charles et relue par Olivier Thomas
 
 
 
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