Des physiciens pensent que l'Univers a toujours existé

En créant un nouveau modèle combinant tout à la fois les principes de la mécanique quantique et la théorie de la Relativité Générale d'Einstein, deux physiciens sont parvenus à une conclusion déroutante : selon ce modèle, l'univers aurait... toujours existé.

Selon le modèle qui prévaut actuellement, l'Univers serait né lors du Big Bang : tout aurait commencé il y a 13.8 milliards d'années à partir d'un point infiniment dense et infiniment chaud (un point appelé "singularité" par les physiciens), lequel aurait explosé, donnant naissance à l'Univers tel que nous le connaissons (lire "Planck révèle de nouveaux secrets sur l'enfance de l'Univers").

Mais en bâtissant un nouveau modèle chargé de décrire l'expansion et l'évolution de l'univers, les deux physiciens Saurya Das (Université de Lethbridge, Canada) et Ahmed Farag Ali (Université de Benha, Égypte) sont parvenus à un tout autre scénario : selon ce nouveau modèle, l'Univers aurait en réalité toujours existé sous la forme d'un "potentiel quantique", lequel aurait basculé à un moment donné dans un état dense et chaud (le Big Bang), donnant alors naissance à l'Univers actuel.

Et ce n'est pas tout. Car ce nouveau modèle prédit également l'absence d'un Big Crunch, cet effondrement final de l'Univers prédit par d'autres théories. En d'autres temes, d'après le modèle forgé par ces deux physiciens, notre Univers aurait une taille finie... mais un âge infini.

L'un des intérêts de ce modèle est qu'il n'a pas besoin de postuler l'existence d'une singularité, ce point infiniment dense et chaud qui aurait doniné naissance à l'Univers tel que nous le connaissons. Pourquoi est-ce intéressant ? Parce que la singularité pose depuis toujours un énorme problème aux physiciens : il s'agit en effet d'un état dans lequel les lois de la physique ne s'appliquent plus.

Toutefois, les deux auteurs de l'étude se défendent d'avoir délibérément voulu faire disparaître la thèse de la singularité : ce n'est qu'en analysant les différentes conséquences de leur modèle qu'ils se sont aperçus que l'évolution de l'Univers pouvait être décrite sans l'existence de cette singularité.

Quels sont les outils physiques et mathématiques utilisés par ces deux scientifiques pour bâtir ce nouveau modèle ? La base de ce dernier reste la théorie de la Relativité Générale d'Einstein, mais modifiée par l'implémentation d'une approche quantique.

Plus précisément, ces deux chercheurs ont utilisé une équation forgée dans les années 1950 par le physicien indien Amal Kumar Raychaudhuri (Université de Kolkata, Inde), à laquelle ils ont apporté des correctifs issus de travaux, menés également dans les années 1950, par le physicien américain David Bohm, consacrés à la trajectoire des systèmes quantiques - comme la trajectoire d'un électron par exemple (pour en savoir plus sur les travaux de David Bohm, lire "La théorie de Bohm" sur le site de l'Université de Lausanne).

Et c'est en intégrant dans la théorie de la Relativité Générale d'Einstein l'équation de Amal Kumar Raychaudhur, préalablement modifiée à l'aide des travaux de David Bohm sur la trajectoire des systèmes quantiques, que les deux auteurs de cette nouvelle étude sont parvenus à ce constat que l'Univers ne serait pas né à un moment donné, mais aurait existé de toute éternité.

Cette étude a été publiée le 6 janvier 2015 dans la revue Physics Letters B sous le titre"Cosmology from quantum potential".

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Le voyage vers les étoiles pourrait devenir une réalité

Peut-on accéder aux systèmes non-solaires avec une vitesse plus rapide que celle de la lumière ? Harold White affirme que c’est possible. Avec son équipe à la NASA, il développe un moteur supraluminique (capable de développer une vitesse plus rapide que celle de la lumière) pour des voyages interstellaires. Il faudra seulement deux semaines à un navire de ce type pour arriver au système Alpha du Centaure, qui se trouve à quatre années lumière du Soleil.

Les recherches de White sont une tentative de moderniser le concept développé par le physicien mexicain Miguel Alcubierre en 1994. Le chercheur a proposé de comprimer l'espace devant le vaisseau spatial et de le dilater derrière lui. Pour ce faire, il a proposé de placer le navire dans une « bulle » fabriquée de l’espace courbé. L’engin reste immobile à l’intérieur et c’est l’espace qui défile autour de lui, ce qui permet au vaisseau spatial de se déplacer. L’espace se dilate et se contracte avec une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. Même si cette proposition a suscité une polémique dans le monde scientifique, elle ne contredit pas la théorie de la relativité d'Einstein, car aucun élément de la « bulle » ne se déplace réellement avec une vitesse plus rapide que celle de la lumière.

Pour créer cette « bulle », il faut trouver une substance avec une masse négative, qui, lors de sa désintégration pourrait émettre l’énergie « noire ». Dans les calculs des partisans de la théorie d’ Alcubierre, des valeurs différentes de cette théorie étaient données : l’équivalent de trois masses solaires, ou la masse de Jupiter. Dans ses calculs, Harold White l’a réduite jusqu'à 700 kilogrammes, à condition que la bulle ait une forme non pas de sphère, mais de tore (comme un donut). Le chercheur trouve les premiers résultats encourageants. Son équipe construit avec des lasers un modèle miniature du moteur Alcubierre, où l'espace est déformé avec une proportion d’un dix-millionième.

L’intérêt de la NASA pour cette idée n'a rien d'étrange. L’agence américaine de la défense DARPA finance également des recherches « non-traditionnelles », explique le recteur de l’Académie russe de l’astronautique Andreï Ionine.

« Un des principes de la DARPA, c’est que cette agence privilégie les projets perpendiculaires aux idées scientifiques répandues. Celui qui va à l'encontre des règles actuelles a plus de chances de trouver une solution originale à un problème. Ces recherches qui semblent relever de l’irréel devraient être soutenues et cela est tout à fait logique. L’Etat doit s’en occuper, car les entreprises privées ne sont pas intéressées par ce type de projets généralement ».

Le chef du département de l’institut de Physique Lebedev Oleg Dalkarov suppose que le financement de ces idées ne profite qu'à leurs auteurs et est un gaspillage de fonds.

« Des structures différentes, chez nous aussi, débloquent des fonds pour financer ce type de projets. D’abord, parce que le groupe d’experts qui décide du financement est souvent incompétent en la matière. Ensuite, parce que cela est bénéfique à certaines sociétés d’obtenir un financement public. Au bout d’un certain temps le délai pour lequel le crédit a été donné expirera et le groupe sera dissous. Et plus personne ne reviendra à cette idée ».

Y a-t-il un espoir que le vaisseau soit construit un jour ? Il faut d’abord trouver un moyen d’apprivoiser la masse négative qui est liée à l’éloignement des galaxies et la dilatation de l’Univers. Pour l’instant, les mathématiciens sont prêts à discuter du modèle mathématique et des expériences en laboratoire. 

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Gigantesques aimants, dans la Galaxie

Nuages denses d'électrons autour d'étoiles à neutrons. Les étoiles à neutrons sont les objets les plus magnétiques de l'Univers. Certaines, appelées « magnétars » ont un champ magnétique record de plus de 1011 Tesla (T), soit un million de milliards de fois celui du Soleil calme. C'est autour de ces magnétars que vient d'être découvert un nuage très dense d'électrons. Ces résultats, annoncés par une équipe internationale à laquelle participe Diego Götz du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-Irfu, résulte d'une analyse très fine de l'émission en rayons X observée par les satellites de l'Agence spatiale européenne (ESA) XMM-Newton et INTEGRAL. L'énorme batterie que constitue l'étoile à neutrons très fortement magnétisée gave en électrons sa magnétosphère, d'une manière beaucoup plus efficace que dans le cas des autres étoiles à neutrons. Ces phénomènes physiques, totalement inaccessibles en laboratoire au regard de la puissance des champs magnétiques en jeu permettent de mieux comprendre le comportement de la matière dans des états extrêmes.

Univers : à sa création, il n'était que plasma

D'après les travaux menés au LHC (grand collisionneur de hadrons), l'Univers, à ses premiers instants, était composé d'une espèce de plasma de quarks et de gluons.

Après trois semaines d'expériences à peine, les chercheurs du CERN (l’Organisation européenne de recherche nucléaire) ont pu découvrir comment se serait comportée la matière aux tous premiers instant de l'Univers. "C’est impressionnant de voir à quelle vitesse les expériences sont arrivées à ces résultats, qui portent sur la physique très complexe", indique Sergio Bertolucci, directeur de recherche. Un des objectifs de ces expériences est de découvrir et de recréer la matière telle qu'elle aurait existé dans les instants qui suivirent le Big Bang. A la naissance de l'Univers, la matière qui nous entoure n'existait pas, les particules se déplaçaient librement dans une espèce de plasma de quarks et de gluons. Grâce au collisionneur, le LHC, les faisceaux d'ions lourds peuvent concentrer une énergie si dense que d'infinitésimales gouttelettes de matière primordiale sont produites. Trois expériences distinctes se déroulent actuellement pour tenter d'observer et de comprendre ce plasma. Premières constatations de ces différentes expérimentations : le plasma produit par le LHC se comporte de façon tout-à-fait inattendue, comme un fluide parfait. En clair, à un moment de son existence, pendant un millionième de seconde après le Big Bang, l'Univers aurait pu n'être qu'un liquide.

L'explosion cosmique du début des temps

Les astronomes ont détecté le plus ancien sursaut de rayons gamma connu à ce jour. Cet évènement aurait été causé par la violente explosion d'une étoile massive, seulement, 630 millions d'années, après l'explosion primordiale - le Big Bang - qui a donné naissance à l'univers.

L'observation a été faite la semaine dernière mais, en réalité, le sursaut de rayons gamma (en anglais: gamma-ray burst ou GRB) s'est produit à une si grande distance qu'il a fallu quelque 13 milliards d'années pour que l'énergie dégagée (qui se déplace à la vitesse de la lumière) parvienne jusqu'à nous. Grâce au satellite Swift, un télescope spatial en orbite autour de la Terre depuis novembre 2004, les scientifiques ont d'abord décelé, le 23 avril 2009 à 3 h 55 (heure avancée de l'Est), un sursaut de rayons gamma (GRB 090423) qui a duré une dizaine de secondes. Les rayons gamma sont des émissions électromagnétiques extrêmement énergétiques, caractérisées par de très courtes longueurs d'onde.

Un Univers, en expansion

L'univers dans lequel nous vivons est en expansion, c'est un fait établi. Etant en perpétuelle expansion, il est logiquement plus grand qu'à n'importe quel moment dans le passé. Ce qui veut dire qu'il y a un moment dans le passé où l'univers était d'une petitesse quasi infinie, un point unique qu'on appelle singularité. Ce premier instant de l'univers (si tant est qu'on puisse parler d'instant puisque, par définition, à ce «moment» le temps n'existe pas) s'écrit t=0, et est décrit par la théorie du Big Bang, dans ce qu'on appelle le modèle standard. Il existe une autre forme de singularité dans l'univers actuel, qu'on peut appeler « singularité finale », qui sont à l'aboutissement d'un trou noir, en deçà de son horizon. Nous reviendrons plus tard sur l'éventualité d'un lien entre les deux et la possibilité d'existences de «fontaines blanches» engendrant des bulles univers, souvent appelées "Multivers" ... Pour le cosmologiste, Andrei Linde, notre univers n'est qu'une "bulle d'espace-temps", parmi une multitude d'autres Univers, qui se forment, en permanence, par l'intermédiaire d'une singularité.

Théories d'Einstein et de Newton : un lycéen de 15 ans remet tout en cause !

Albert Einstein n'a qu'à bien se tenir. Alors qu'il était en stage, à l'observatoire de Strasbourg, en compagnie de son père, un lycéen de 15 ans, nommé Neil Ibata, a, directement, participé à la découverte de la rotation de galaxies naines autour d'Andromède.

Cet élève de 1ère S, issu du lycée international des Pontonniers, dans la ville alsacienne, a raconté qu'il venait "de faire un stage, pour apprendre le langage informatique", quand son père lui a "proposé de mettre en pratique ce que j'avais appris, pour visualiser des données qu'il avait rassemblées, depuis plusieurs années, avec son équipe, sur la galaxie Andromède".

"J'ai demandé à mon fils de programmer une modélisation des mouvements de ces galaxies naines et en un week-end, il a découvert qu'elle formait un disque qui tournait !", a confirmé Rodrigo Ibata, son père. Cette découverte a permis à l'adolescent de faire la Une du journal scientifique britannique, Nature. Neil a affirmé que "sur le moment, je n'ai pas bien compris les implications que cela pouvait avoir". Il explique, notamment, dans cette recherche, que les petites galaxies sont, en fait, rassemblées, dans un disque très aplati de plus d'un million d'années-lumière de diamètre, qui tourne, lentement, sur lui-même.

"Cela faisait plusieurs années que des astronomes prétendaient que les galaxies naines situées dans le voisinage de plus grosses structures, comme Andromède ou notre Voie lactée, n'étaient pas réparties de façon aléatoire", a-t-il déclaré au Figaro. Sur RTL, le père se dit fier que son fils ait remis en cause "tout un pan de l'astrophysique moderne". Son père, Rodrigo Ibata, chercheur, au CNRS, est d'autant plus fier que la découverte de Neil remet en cause tout un pan de l'astrophysique moderne. "La physique d'Einstein et Newton n'est pas exactement correcte", a-t-il conclu. Quant à Neil, il envisage une carrière scientifique, dans la recherche.

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Les gens ne pourront pas comprendre l'Univers

L'un des plus influents physiciens théoriciens, William Stephen Hawking, a exprimé, à une certaine époque, une théorie, selon laquelle, l'homme est capable d'expliquer l'Univers, à l'aide de la science.

Son attitude, à ce sujet a été, récemment, exprimée, par le cosmologiste et astrophysicien britannique, Martin John Rees, qui croit qu'une telle information ne sera jamais accessible, pour la civilisation humaine.

L'astrophysicien britannique estime qu'un certain nombre de mystères scientifiques se trouve simplement au-delà de la compréhension de l'homme, et pour en savoir plus, notre civilisation a besoin de l'aide des êtres extraterrestres.

Les scientifiques ont prouvé l'existence de mondes parallèles

Une équipe de scientifiques de l'Université d'Oxford a prouvé que les mondes parallèles existent.

La théorie de ces mondes est apparue en 1950. Hugh Everett a proposé que chaque nouvel événement dans l'univers, peut-être, provoque sa séparation. Ainsi, le nombre d'univers alternatifs tend vers l'infini. La théorie avait été reconnue comme tenant du fantastique et oubliée. Cependant, à l'université d'Oxford l'équipe a conclu que Everett était sur la bonne voie.

Les calculs montrent que les structures arborescentes en formes de buissons, qui se forment au cours de la désagrégation de l'univers en versions parallèles de lui-même, expliquent les résultats de la nature probable de la mécanique quantique. Les scientifiques affirment qu'il est inévitable que nous vivons dans l'un de ces nombreux mondes parallèles, et non pas dans un monde unique.

Le Soleil, une étoile, comme les autres ?

IRIB- Des chercheurs français et suisses viennent de montrer que la formation de notre Soleil serait identique à celle de n'importe quelle étoile. Il n'aurait donc pas bénéficié de "conditions exceptionnelles", comme on le pensait jusque là.

Si l'on pensait avoir percé bon nombre de mystères de l'astre qui nous illumine, il semblerait qu'on soit en réalité loin de tout savoir sur le Soleil. En effet, une étude publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics a annoncé que la formation du Soleil n'aurait pas nécessité de "conditions exceptionnelles", contrairement à ce qu'on croyait jusqu'alors. C'est du moins ce que suggère la "généalogie" qu'ont réussi à établir les chercheurs Matthieu Gounelle du Laboratoire de Minéralogie et Cosmochimie du Muséum national d'Histoire naturelle/CNRS et Georges Meynet de l'Observatoire de Genève.

Cette généalogie a pu être retracée grâce à l'élément "aluminium 26". Cet isotope radioactif de l'aluminium était en effet présent dans des météorites lors de la naissance du système solaire, il y a 4,5 milliards d'années. Or, avant la récente étude, les scientifiques pensaient que la présence de l'aluminium 26 à ce moment était due à l'explosion d'une supernova à proximité du soleil en formation. L'explosion d'une supernova marque la fin de vie de certaines étoiles en relâchant des éléments chimiques stables et radioactifs. Cet évènement aurait alors impliqué "des conditions exceptionnelles" à l'origine du système solaire.

Pour en savoir plus, messieurs Gounelle et Meynet ont alors mené des observations astronomiques de jeunes étoiles et des calculs d'astrophysiques. Ils ont ainsi pu montrer que l'aluminium 26 provenait en réalité du vent d'une étoile massive née plusieurs millions d'années avant le Soleil. Cette étoile serait la source même de la naissance de l'astre. Concrètement, ce dernier aurait été formé avec des centaines d'étoiles de composition chimique identique, qui se seraient ensuite dispersées dans la galaxie.

Les chercheurs souhaitent baptiser l'étoile massive originelle "Coatlicue", comme la mère du Soleil de la cosmogonie aztèque. "Coatlicue" serait ainsi née en même temps que 2.000 autres étoiles et aurait été environ trente fois plus grosse que le Soleil. Elle aurait ensuite disparu dans l'explosion d'une supernova. Le mécanisme de formation du Soleil serait ainsi générique à la formation d'étoiles. Un raisonnement qui suggère que notre astre ne serait donc qu'une "étoile banale". Le Soleil se trouverait actuellement au "milieu de sa vie" et aurait déjà réalisé vingt fois le tour de notre galaxie.

Et si l’univers était né d’une grosse congélation plutôt que d’une grosse expansion

Un groupe de physiciens théoriques de l’Université et de l’Institut royal de technologie de Melbourne (Australie) ont proposé une nouvelle théorie sur l’origine de l’univers qui pourrait renverser le modèle du Big Bang. Cette nouvelle idée, qui se greffe sur une théorie naissante appelée “Quantum Graphity “, suggère que l’univers primitif a connu une transformation spectaculaire, ou décalage de phase, à la manière dont un liquide se transforme en un solide.

Selon leurs explications :

Cette théorie suggère que l’espace peut être composé de blocs de construction indivisibles, comme de minuscules atomes. Ces blocs indivisibles peuvent être imaginés comme étant semblables à des pixels qui composent une image sur un écran. Ces blocs de construction de l’espace sont très petits et donc impossibles à observer directement.

Cependant, pour prouver leur théorie, les chercheurs devront détecter les fissures dans la glace.

Selon le chercheur James Quach, le début de l’univers peut être comparé à un liquide, un état de la matière qui n’a pas de forme définie. En se refroidissant, il se “cristallise” dans les 3 dimensions spatiales et une de temps, qui caractérise notre univers actuel. C’est le refroidissement de l’univers, dit Quach, qui lui donne sa structure. Par conséquent, selon Quach et son équipe, le début de l’univers ne doit pas être modélisé comme un Big Bang, mais plutôt comme un Big Freeze (“grosse congélation”), s’apparentant à de l’eau se transformant en glace.

La motivation derrière le travail de Quach est son affirmation selon laquelle la théorie du Big Bang est insuffisante.

Selon lui :

Le plus gros problème avec le modèle du Big Bang, c’est le bang lui-même. Au bang, la physique échoue. Le modèle ne peut réaliser de prévisions de ce qui se passe au moment du Big Bang. Vous ne pouvez pas utiliser les mathématiques ou aucune des théories.

C’est là que la théorie Quantum Graphity pourrait venir à la rescousse.

Cette théorie, qui donne l’idée que l’espace et le temps sont des propriétés qui ont émergé soudainement, matérialisées à partir d’un état amorphe, a d’abord été mise en avant par les physiciens de l’Institut Perimeter au Canada en 2006 (Quantum graphity: A model of emergent locality). La théorie "Quantum Graphity”, veut que la géométrie à quatre dimensions de l’espace-temps, découvert par Albert Einstein, ne soit pas fondamentale, mais l’espace-temps serait plutôt comme un réseau constitué de minuscule blocs de construction, tout comme la matière semble continue, mais est en faite, constituée de blocs de construction appelés atomes.

Selon cette théorie, qui est une sorte de Saint Graal de la physique, l’espace est fait de morceaux indivisibles qui fonctionnent un peu à la manière des pixels sur un écran d’ordinateur. Par conséquent, pour que l’on donne raison à cette théorie, les chercheurs devront démontrer que ces blocs de construction existent vraiment.

Encore une fois, l’analogie des états de la matière pourrait aider. Lorsque des liquides se transformer en glace, ils se cristallisent et forment des fissures. Et bien Quach et son équipe doivent trouver l’équivalent cosmologique de ces “fissures”, ou défauts. Et en effet, ils pensent que cela pourrait être possible. Selon Quach, les particules de lumière et d’autres pourraient se tordre ou se réfléchir sur ces défauts, un effet qui pourrait être mesuré.

Dans la perspective de cette possibilité, l’équipe a déjà effectué quelques calculs et affirme qu’ils semblent confirmer la théorie. Le dénouement sera maintenant de mettre en place l’expérience appropriée. L’équipe a besoin de déterminer la distance moyenne entre les fissures: “On ne sait pas si elles sont microscopiques, ou en années-lumière de largeur”.

Par conséquent, la prochaine étape pour les chercheurs sera de savoir s’ils ont besoin d’utiliser un télescope ou un microscope.

L’étude publiée et disponible dans son intégralité sur Physical Review D : Domain structures in quantum graphity (PDF) et l’annonce sur le site de l’université RMIT (Institut royal de technologie de Melbourne) : Big Bang theory challenged by big chill.

Source: Gurumed

Des galaxies nouvellement créées

Une récente conférence de presse de la NASA était consacrée aux amas de galaxies, découverts récemment dans la constellation du Phénix. La raison de l’attention particulière attachée à ce thème – ce sont les propriétés inhabituelles de ces amas, qui peuvent changer la conception des scientifiques sur leur évolution. L’amas de galaxies a été découvert récemment grâce à l’effet de Suniaev-Zel'dovitch, nommé d’après les physiciens soviétiques qui ont été les premiers à décrire ce phénomène il y a 40 ans.

Un amas de galaxies dans la constellation du Phénix possède des propriétés étonnantes. D'abord, le flux de rayons X émanant de cet amas est exceptionnellement élevé. Ensuite, c’est l’un des plus importants amas connu à ce jour. Troisièmement, un taux exceptionnellement élevé de formation d'étoiles est observé dans la partie centrale de l'amas. Et enfin, à la grande surprise des chercheurs, dans le centre de l’amas, le gaz chaud se refroidit plus rapidement que dans d’autres amas. Les auteurs de cette recherche ont expliqué dans un article paru dans le magazine Nature quelle importance a cette découverte pour l’astrophysique.

Cet amas de galaxies a été découvert en 2010 lors d'une étude du ciel, réalisée depuis l’observatoire au pôle Sud (South Pole Telescope). Il se trouve à une distance de 5,7 milliards d'années-lumière de la Terre, et sa masse était initialement estimée à environ 1660 trillions de la masse solaire. Ensuite, en 2011, il a été observé par le groupe d'observation Chandra X-ray Observatory (NASA). Selon le premier auteur de l’article Michael McDonald de l’Institut de technologie de Massachusetts, c’est alors que les scientifiques ont compris qu’il s’agit d’un des plus importants amas de galaxies parmi les amas existants, avec une très forte luminosité dans le diapason des rayons X.

Les recherches plus détaillées ont inclus des observations optiques, infrarouges et des tests à rayons X avec des instruments basés au sol et dans l'espace, se basant sur les données historiques critiques. Les scientifiques ont découvert qu’un processus intensif de la création des étoiles est en train de se dérouler à l’intérieur de l’amas. Cela est assez inhabituel, car jusqu’à présent, l’apparition des nouvelles étoiles au centre des amas de galaxies était assez rare. Les spécialistes l’expliquent par des trous noirs supermassifs dans la partie centrale des galaxies, qui gonflent le gaz intergalactique d’énergie qui descend vers le centre de l’amas et ne lui permet pas de se refroidir au point de pouvoir créer de nouvelles étoiles.

Cependant, le trou noir supermassif dans la galaxie centrale de l’amas de Phenix possède beaucoup moins d’énergie, c’est pourquoi le rythme de formation stellaire y est assez élevé. Le plus important, c’est que le refroidissement rapide du gaz provoque l’augmentation de la masse de la galaxie centrale et de son trou noir - environ 60 masses solaires par an. Le rythme rapide d’augmentation de la masse prouve que ce processus n’a pas pu commencer il y a très longtemps, car sinon le trou noir, dont la masse représente actuellement environ 20 milliards de masses solaires aurait déjà dépassé par sa masse tous les amas proches de l’Univers.

Le taux élevé d’apparition des nouvelles étoiles est une autre raison pour laquelle cet amas est appelé « l'amas de Phénix ». Les scientifiques supposent que la formation stellaire dans les centres d'amas de galaxies s’est arrêtée il y a près de 10 milliards d'années, et les processus qui s’y produisent actuellement peuvent être qualifiés de « seconde naissance ».

Pour l’instant, les chercheurs n’arrivent pas à identifier s’il s’agit de la deuxième, troisième ou quatrième naissance. Dans une interview consacrée à ce projet de recherche, l’académicien de l’Académie russe des Sciences Rachid Suniaev (Institut de recherche spatiale de l'Académie russe des Sciences et de l'Institut d'astrophysique de Max-Planck en Allemagne) suppose que les amas de galaxies passent plusieurs fois par une période de «refroidissement» associée à une faible activité du trou noir.

On peut s'attendre au fait que l’avenir proche va apporter de nouvelles découvertes avec de nouveaux amas de galaxies. Leur recherche - c’est actuellement l'un des domaines les plus importants dans l'astrophysique. L’amas de Phénix a été découvert grâce à l’effet de Suniaev-Zel'dovich, associé avec les caractéristiques de l'interaction du rayonnement fossile de l'Univers avec le gaz chaud dans les amas de galaxies. Les photons de ce rayonnement fossile (resté dans l'Univers 300.000 ans après le Big Bang), en entrant en interaction avec les électrons du gaz dans les amas, modifie légèrement son énergie, et l'observateur, qui crée des cartes de ce processus, observe les déformations de l'énergie des photons dans la direction de l’amas. Cet effet a été prédit théoriquement par Rachid Suniaev et son professeur Iakov Zeldovitch en 1969, mais sa valeur était tellement faible que les scientifiques soviétiques avaient des doutes quant à la faisabilité de l’observation de ce phénomène. Cela n'a été possible qu’à la fin du siècle dernier avec l'apparition des instruments plus sensibles.

Olga Zakoutnaya

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Les trous noirs, une source de chaleur, pour l'univers

IRIB- Des chercheurs canadiens, américains et allemands ont découvert que les trous noirs auraient une influence sur la température des régions de l'espace, ce qui aurait une incidence directe sur la formation des galaxies.

Une équipe internationale, composée de chercheurs allemands, canadiens et américains, vient de montrer que les trous noirs pourraient expliquer la formation des galaxies dans certaines zones de l'univers. Une découverte qui change la vision des scientifiques, qui croyaient jusque là que les trous noirs supermassifs influençaient uniquement leur entourage immédiat. Mais les résultats publiés dans diverses magazines, notamment The Astrophysical Journal et Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggèrent le contraire.

En effet, toutes les galaxies présentent un trou noir supermassif en leur centre. Si ceux-ci émettent des rayons gamma de haute énergie, ils sont alors appelés "blazars". Comme l'expliquent les scientifiques, les radiations gamma transformeraient les photons de lumière visible qu'émettent les galaxies en particules élémentaires. Lors de leur formation, ces particules se déplaceraient alors à des vitesses proches de celle de la lumière mais seraient rapidement ralenties par les gaz environnants comme l'explique Techno-science.

Une part importante de l'énergie cinétique des particules serait alors transférée aux gaz sous forme d'énergie thermique, ce qui augmenterait leur température. Or, plus une région aurait une densité faible, plus sa température serait accrue. La température des régions de moyenne densité pourrait alors être multipliée par 10 seulement, alors que celle des régions de faible densité par 100.

Mieux comprendre la formation des galaxies

Dans leur étude, les auteurs expliquent ainsi que cette découverte permettrait de comprendre l'élargissement des raies d'absorption des quasars lors de la formation de l'univers. Les quasars sont les régions compactes situées autour des trous noirs supermassifs, au centre d'une galaxie supermassive. Ils tirent leur énergie des disques d'accrétion entourant les trous noirs et sont les entités les plus lumineuses de l'univers.

Au vu des observations faites, la découverte pourrait ainsi fournir des informations supplémentaires sur la formation des galaxies. Lors de l'évolution de l'univers, les régions denses de l'espace s'effondrent pour former des galaxies et des clusters de galaxies. Or, les régions trop chaudes donc de faible densité s'effondrent difficilement. Voila pourquoi moins de galaxies naines sont observées aux abords de la Voie Lactée et dans les régions peu denses, comparé à ce que les simulations cosmiques des scientifiques prédisaient jusqu'ici.

Le mystère du pont entre deux galaxies

Les scientifiques ont pour la première fois obtenu une preuve convaincante de l'existence d'un « pont » de matière noire entre deux amas de galaxies. Ce lien pourrait faire partie d'un vaste réseau de matière noire, qui, selon la plupart des scientifiques, représente la « squelette » de l'univers, qui maintient sur soi la matière visible – les étoiles et les galaxies.

Les scientiques ont commencé à parler du phénomène de la matière noire il y a une décennie environ, attirant l'attention sur la rotation des galaxies. Avec l’éloignement de leurs centres, les vitesses des étoiles ne diminuent pas, comme c’est le cas pour les planètes du Système Solaire. Pour les astrophysiciens, cela peut être expliqué uniquement par la présence de la matière sombre, répartie sur toute la surface de la galaxie.

«En plus de la matière ordinaire, il y a toujours quelque chose qui possède une gravité », explique Vladimir Sourdine, astrophysicien de l’Institut d’astronomie Sternberg à l’Univiersité d’Etat de Moscou. « Nous le ressentons par l’attrait des étoiles et des planètes vers cette matière, mais ne le voyons pas. C’est ce que nous avons apellé « matière noire » (ou « matière sombre »). Elle n’émet pas de lumière, ne se manifeste par aucun phénomène, sauf la gravité. Il y a beaucoup plus de matière de ce type dans l’univers que l’on ne le pense. C’est elle qui a créé la structure de notre Univers dans les premiers stades de son évolution. La structure représente un fil, sur lequel nous pouvons enfiler les étoiles ordinaires et les galaxies, comme des perles d’un collier. Nous avons déjà ressenti la présence de la matière noire là où il y en avait beaucoup. Par exemple, dans les amas de galaxies. Mais il était difficile de prouver le fait que cette matière imprègne tout l'univers ».

Les amas de matière noire se comportent comme des lentilles – elles écratent par leur force d’attraction des particules de lumière, qui passent à travers elles depuis des objets éloignés. C’est pourquoi l'observateur sur Terre a une vision déformée de ce phénomène. Les scientifiques l’apellent « lentille gravitationnelle ». C’est grâce à ce effet de lentille qu’ils ont pu découvrir un « pont » étroit de matière noire entre les amas de galaxies.

L’asptrophysicien allemand Jörg Dietrich de Munich a étudié l'espace entre deux amas de galaxies dans la constellation de la Baleine, qui se trouve à 2,7 milliards d'années lumière de la Terre. L’espace entre la Terre et la constellation déforme la représentation de 40.000 galaxies que se trouvent sur l'arrière-plan. En fonction du degré de distorsion, les scientifiques ont calculé la masse de cette intervalle et ont conclu que les étoiles, le gaz intergalactique et la poussière représentent à peine 19% de toute la masse d’objets qui contribuent à la déformation. Les 81% restants, c’est la matière noire. On ne peut pas trouver d’autres explications à l’écart aussi important des rayons lumineux. Dans cette explication, les scientifiques ont été beaucoup aidés l'emplacement des amas de galaxies. Le « pont » entre elles est tourné le long de la ligne de vue d'un observateur terrestre, ce qui renforce considérablement la refraction de la lumière.

« La structure de la matière sombre ressemble à un filet de pêche », poursuit son analyse Vladimir Sourdine. « C’est comme un filet en trois dimensions, qui remplit tout l'espace. Là, où les fils se croisent, les noeuds sont visibles, mais on ne peut pas voir les fils qui les relient. Nous avons remarqué ces noeuds auparavant, et maintenant nous avons vu les fils ».

Selon l'interlocuteur de La Voix de la Russie, la découverte confirme le modèle cosmologique standard - une vision commune sur le développement de l'Univers, dans laquelle la matière noire joue le rôle clé. Des preuves fiables de l'existence de cette matière ont également été obtenues. Même si les sceptiques restent sur leur vision de l’Univers et cherchent d’autres moyens pour expliquer les phénomènes observés. Quant à la matière noire, elle restera une hypothèse jusqu'à ce que les physiciens n’apprennent à distinguer toutes sortes de particules semblables dans des conditions de laboratoire. D’ailleurs, le neutrino, dont l’existence a été postulée il y a longtemps par la science, s’apparente à la même catégorie de particules.

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Des vaisseaux spatiaux se rendront vers des dimensions parallèles

La recherche de Jack Scudder, un physicien spécialisé dans les plasmas à l’Université de l'Iowa, a conduit à des portails secrets qui s’ouvrent dans le champ magnétique. Selon la recherche, des « points X » existent dans la magnétosphère de la Terre. Dans ces endroits, les champs magnétiques de notre planète entrent en collision avec le Soleil, créant ainsi une ligne continue de 93 millions de miles. Selon les physiciens, ces « points X » sont insaisissables, temporaires et de petite taille. Ils se forment et disparaissent de façon imprévisible.

En 2014, une grande mission de la NASA, à laquelle participeront quatre vaisseaux spatiaux équipés de toutes sortes de capteurs, sera lancée dans la magnétosphère terrestre. Cette mission aura pour mission l’étude de ces portails secrets. 

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Le boson de Higgs découvert avec 99,9999 % de certitude

Cette fois, il n'y a plus de doute. Une nouvelle particule a bien été découverte au Centre européen de recherche nucléaire (CERN), près de Genève, grâce à l'accélérateur de particules LHC et ses deux principaux détecteurs, Atlas et CMS. Le CERN et les deux porte-paroles de ces expériences ont annoncé avoir mis au jour un boson ressemblant fort au célèbre boson de Higgs. Cette particule, qu'il convient plus exactement de nommer "de Brout-Englert-Higgs" du nom de ses géniteurs théoriciens, est la pièce manquante au bel échafaudage construit par les physiciens pour décrire le monde de l'infiniment petit.

Elle joue un rôle majeur dans la nature car, sans elle, les particules n'auraient pas de masse. C'est comme si des objets initialement sans masse traversaient un milieu visqueux et se mettaient donc à peser de plus en plus lourd. La manière d'agréger la "boue" dépendant de l'interaction avec le fameux boson. Ainsi l'électron devient l'objet que nous connaissons et peut ensuite donner naissance à des atomes, des molécules... Bref à toute la matière qui nous entoure.

Il s'agit de la première particule élémentaire découverte depuis 1994. Elle était la dernière à échapper aux recherches et complète admirablement le modèle standard, sorte de table de la loi de la physique qui décrit les douze particules et les trois forces qui les unissent pour former la matière ordinaire.

"UN LABORATOIRE POUR UNE NOUVELLE PHYSIQUE"

Les salles de presse et réservées aux physiciens étaient combles pour le lever de voile sur les différents graphiques présentant les derniers résultats obtenus en moins de deux ans de fonctionnement de l'accélérateur (qui a officiellement été lancé en 1994). Il y a désormais plus de 99,9999 % de chances que l'observation soit correcte. La masse du nouveau venu est de 125 GeV (gigaélectron-volt) environ, dans les unités utilisées par les physiciens pour peser leurs bébés. C'est 133 fois plus qu'un proton, constituant élémentaire des noyaux atomiques, par exemple.

"Nous avons fini un chapitre mais d'autres sont à écrire", a déclaré Guido Tonelli, ancien porte-parole de CMS. En effet, il faut d'abord vérifier que ce qui a été vu est bien le Graal attendu. Comment interagit ce boson avec les autres particules ? Tourne-t-il sur lui-même ? Bref, quelles sont toutes ses propriétés.

La moindre anomalie, la moindre différence avec le boson standard, au lieu d'être un problème, serait même très excitante. Cela mettrait sur la voie d'une théorie au-delà de l'actuelle. "Ce boson est un laboratoire pour une nouvelle physique. Il peut ouvrir des portes. C'est très excitant", ajoute Guido Tonelli. Car sur le papier les physiciens savent que leur élégant modèle standard ne résiste pas aux très hautes énergies comme l'Univers en a connu à ses débuts.

Ils ne savent pas non plus de quoi est faite la matière noire qui baigne le cosmos. Ni même l'énergie noire qui accélère l'expansion de l'Univers. Ils voudraient bien savoir aussi ce qui donne la masse à ce fameux boson. L'histoire n'est donc pas finie. "Nous avons de quoi nous occuper avec le LHC jusqu'en 2030 !", constate Michel Spiro, le président du conseil du CERN.

David Larousserie

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Les trous noirs sont-ils des passages vers d'autres Univers?

IRIB- Selon une nouvelle étude, les objets que les scientifiques appellent des trous noirs pourraient être, en fait, des trous de ver menant à d'autres Univers. Si cette hypothèse était confirmée, elle permettrait de résoudre une énigme quantique connue, sous le nom de paradoxe de l'information du trou noir ; cependant, les critiques pensent qu'elle soulèverait, également, des problèmes nouveaux, le premier d'entre eux étant celui de la formation de ces trous de vers.

Première découverte d'une émission gamma d'un microquasar

IRIB- Pour la première fois, une émission de rayons gamma de haute énergie en provenance d'un microquasar a pu être observée avec certitude grâce au télescope Fermi de la NASA. Cette observation, faite sur le microquasar Cygnus X-3 par une équipe française (CEA-Irfu, CNRS-Insu et IN2P3, Université Paris Diderot, Université Joseph Fourier) permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces sources particulières, où un objet compact orbitant autour d'une étoile est capable de propulser dans le milieu interstellaire l'équivalent de la masse de la Lune à une vitesse proche de celle de la lumière. Cette étude fait l'objet d'une publication dans la revue Science Express du 26 novembre 2009. Les microquasars sont des couples d'étoiles composés d'un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir) et d'une étoile compagnon qui sont également le siège d'éjections très énergétiques de matière, à des vitesses proches de celle de la lumière.

Découverte d’oxygène moléculaire, dans la nébuleuse d'Orion

Le télescope spatial "Herschel" de l'Agence spatiale européenne (ESA) a récemment détecté des molécules d'oxygène (O2) parmi la nébuleuse d'Orion. La découverte inédite, réalisée par l'équipe de recherche de Paul Goldsmith, a fait l'objet d'une publication parue dans l'"Astrophysical Journal". 

Si la présence d'atomes individuels d'oxygène, dans l'espace, a été révélée, depuis longtemps, la chasse à l'oxygène moléculaire (O2) est en revanche restée, jusqu'à présent, infructueuse. Mais, pour la toute première fois, la molécule, qui représente, environ, 20% de l'air que nous respirons, vient d'être détectée par le télescope spatial "Herschel", au sein de la nébuleuse d’Orion, une région composée d'une multitude d'étoiles en formation.

L’ovale auroral de Saturne

Des astrophysiciens commencent à reconnaître le rôle que joue l'électricité dans l'espace.

La mission Cassini-Huygens (appelée désormais Cassini-Equinox) fut lancée le 15 octobre 1997 depuis Cap Canaveral. Sa mission consiste principalement à explorer le système saturnien, notamment l'atmosphère de Saturne, ses anneaux, sa magnétosphère et un certain nombre de ses lunes.

L’observation de la lune Encelade a révélé des panaches ionisés, « excités » par l'électromagnétisme. Puisque Encelade tourne en orbite à l’intérieur de la « bulle magnétique » de Saturne, c’est-à-dire, dans sa magnétosphère (plasmasphère), cette minuscule lune se comporte comme un générateur électrique. Se déplaçant dans le champ magnétique de Saturne, son enveloppe de plasma conducteur induit des courants électriques.

Une « empreinte » ultraviolette d'Encelade a été détectée par Cassini dans l’ovale auroral de Saturne, lors de son survol du 11 août 2008. Des ions se propageant depuis l'hémisphère Nord de Saturne, en rapport avec des émissions variables dans le temps partant d’« ouvertures » au Pôle Sud d'Encelade.

La plasmasphère de Saturne est un environnement électrique qui engendre toutes sortes de décharges plasmatiques, depuis le mode sombre jusqu’à de gigantesques coups de foudre qui lancent des éclairs à travers le plan des anneaux. Au moment où Cassini s’est approchée suffisamment de la planète géante, les spécialistes de la mission ont été sidérés de découvrir des éclairs d'une puissance immense, jusqu'à un million de fois plus forts que tout ce qui est imaginable sur Terre.

Les planètes et les lunes ne sont pas inertes électriquement car, comme des électrodes dans un tube à vide d’autrefois, elles sont intégrées dans le circuit du Soleil. À l'intérieur du Système solaire et dans la plasmasphère entourant les planètes, les « câbles électriques » se présentent sous la forme de filaments de « courants de Birkeland ». Des scientifiques de la NASA ont noté que le champ magnétique de Saturne se courbe autour d'Encelade, « à cause des courants électriques créés par l'interaction des particules atmosphériques sur la magnétosphère de Saturne. » L’aplatissement de la plasmasphère de Saturne du côté ensoleillé est dû précisément au lien électrique entre la géante gazeuse et le Soleil, car elle est sous la pression du vent solaire.

Dernièrement, un communiqué de presse de la mission Cassini a annoncé que l'aurore polaire de Saturne concordait avec l'activité électrique : « ...nous pouvons voir les mouvements simultanés des réseaux de courants électriques reliant la magnétosphère à l'atmosphère, produire l'aurore. »

Il convient de répéter que ces remarques concernant un monde lointain ont été prédites il y a déjà bien longtemps : « Les connaissances acquises depuis 1896 dans le domaine de la radioactivité ont favorisé l’opinion que j’ai exprimée cette année, à savoir, que les perturbations magnétiques sur Terre, et les aurores boréales, sont dues à des émissions corpusculaires du Soleil. » Kristian Birkeland, « The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-1903, 1er volume, 1ère partie ».

Les expériences avec la terrella de Birkeland ont également créé des versions miniatures de ce que voit Cassini sur Saturne.

Thunderbolts, Stephen Smith, 30 mars, 2012

Original : www.thunderbolts.info/wp/2012/03/29/saturns-auroral-oval/

Traduction copyleft de Pétrus Lombard