Expansion de l’univers. Un monde miroir invisible n’interagissant avec notre monde qu’à travers la gravité

Voir https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-hubble-franchit-nouvelle-etape-determination-taux-expansion-univers-98638/

Notre Univers est en expansion. Cela ne fait aucun doute. Ce qui fait débat, c’est la vitesse à laquelle se poursuit aujourd’hui son taux d’expansion, baptisé du nom de constante de Hubble. C’était en hommage à l’Américain Edwin Hubble qui a découvert le phénomène d’expansion de l’univers et en a réalisé les premières mesures dans les années 1920. Et l’hommage est encore renforcé aujourd’hui alors que des chercheurs révèlent de nouveaux résultats plus précis que jamais obtenus grâce aux données recueillies pendant plus de 30 ans par le télescope spatial Hubble.

Celui-ci visait dans les années 1990 mieux observer les céphéides.Une céphéide est une étoile variable, géante ou supergéante jaune, de 4 à 15 fois plus massive que le Soleil et de 100 à 30 000 fois plus lumineuse, dont l’éclat varie de 0,1 à 2 magnitudes selon une période bien définie, comprise entre 1 et 135 jours, d’où elle tire son nom d’étoile variable. Leur observation permet d’affiner la mesure des distances des galaxies proches de la nôtre. Au début des années 2000, les efforts ont été récompensés. Les astronomes ont pu ainsi déduire une valeur de la constante de Hubble avec une précision de 10 %, soit une valeur de 72 plus ou moins 8 kilomètres par seconde par mégaparsec (km/s/Mpc).

Malheureusement à partir des mesures de la mission Planck (Agence spatiale européenne) sur notre univers primitif et selon le modèle cosmologique standard, les théoriciens prévoient une valeur de la constante de Hubble qui devrait être de 67,5 plus ou moins 0,5 km/s/Mpc.

D’où peut venir cet écart ? Les astronomes l’ignorent encore. Mais il est possible qu’ils doivent aller chercher la réponse dans de nouvelles lois de la physique Une étude très récente tente par exemple d’expliquer l’écart à l’aide d’un « monde miroir » invisible de particules qui interagirait avec notre monde uniquement via la gravité.

Pour affiner cette valeur, les chercheurs ont ensuite ajouté de nouvelles caméras au télescope spatial. Avec l’idée d’atteindre une précision de 1 %. Une idée menée notamment pour la collaboration Supernova, H0, for the Equation of State of Dark Energy (SH0ES).

Les nouveaux résultats publiés aujourd’hui par les chercheurs reposent ainsi sur un échantillon de marqueurs cosmiques plus que doublé. Ils intègrent aussi une analyse mise à jour des données antérieures. Et au total, 42 supernovae — sachant que Hubble assiste à une explosion en supernova par an, environ… – utiles elles aussi à déterminer les distances dans l’Univers. Les astronomes estiment ainsi, compte tenu de la taille de leur échantillon, à seulement une chance sur un million, la possibilité « d’un tirage au sort malchanceux ». Et donnent une valeur de la constante de Hubble de quelque 73 km/s/Mpc. Très exactement 73,04 +/- 1,04 km/s/Mpc.

Pour affiner cette valeur, les chercheurs ont ensuite ajouté de nouvelles caméras au télescope spatial. Avec l’idée d’atteindre une précision de 1 %. Une idée menée notamment pour la collaboration Supernova, H0, for the Equation of State of Dark Energy (SH0ES).

Les nouveaux résultats publiés aujourd’hui par les chercheurs reposent ainsi sur un échantillon de marqueurs cosmiques plus que doublé. Ils intègrent aussi une analyse mise à jour des données antérieures. Et au total, 42 supernovae — sachant que Hubble assiste à une explosion en supernova par an, environ, utiles elles aussi à déterminer les distances dans l’Univers. Les astronomes donnent une valeur de la constante de Hubble de quelque 73 km/s/Mpc. Très exactement 73,04 +/- 1,04 km/s/Mpc.

L’ennui, c’est qu’à partir des mesures de la mission Planck (Agence spatiale européenne), sur notre univers primitif et selon le modèle cosmologique standard, les théoriciens prévoient une valeur de la constante de Hubble qui devrait être de 67,5 plus ou moins 0,5 km/s/Mpc. Alors d’où peut bien venir cet écart ? Les astronomes l’ignorent encore. Mais il est possible qu’il faille chercher la réponse dans de nouvelles lois de la physique

Une étude très récente ont nous publions ci-dessous les références et l’abstract, tente par exemple d’expliquer l’écart à l’aide d’un « monde miroir » invisible de particules qui interagirait avec notre monde uniquement via la gravité.

Symmetry of Cosmological Observables, a Mirror World Dark Sector, and the Hubble Constant
Phys. Rev. Lett. 128, 201301 – Published 18 May 2022

ABSTRACT

We find that a uniform scaling of the gravitational free-fall rates and photon-electron scattering rate leaves most dimensionless cosmological observables nearly invariant. This result opens up a new approach to reconciling cosmic microwave background and large-scale structure observations with high values of the Hubble constant H0: Find a cosmological model in which the scaling transformation can be realized without violating any measurements of quantities not protected by the symmetry. A “mirror world” dark sector allows for effective scaling of the gravitational free-fall rates while respecting the measured mean photon density today. Further model building might bring consistency with the two constraints not yet satisfied: the inferred primordial abundances of deuterium and helium.

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