Les toutes premières structures de l’Univers –

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  • Les tout premiers instants de l’Univers peuvent être reconstruits mathématiquement même s’ils ne peuvent pas être observés directement. Les physiciens des universités de Göttingen et d’Auckland (Nouvelle-Zélande) ont considérablement amélioré la capacité des simulations informatiques complexes à décrire cette époque précoce. Ils ont découvert qu’un réseau complexe de structures peut se former dans le premier trillionième de seconde après le Big Bang. Le comportement de ces objets imite la distribution des galaxies dans l’Univers d’aujourd’hui. Contrairement à aujourd’hui, cependant, ces structures primordiales sont microscopiquement petites. Les amas typiques ont des masses de seulement quelques grammes et s’intègrent dans des volumes beaucoup plus petits que les particules élémentaires actuelles. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Examen physique D.

    Les chercheurs ont pu observer le développement de régions de densité plus élevée maintenues ensemble par leur propre gravité. «L’espace physique représenté par notre simulation s’intégrerait dans un seul proton un million de fois», déclare le professeur Jens Niemeyer, chef du groupe de cosmologie astrophysique à l’Université de Göttingen. “C’est probablement la plus grande simulation de la plus petite zone de l’Univers qui ait été réalisée jusqu’à présent.” Ces simulations permettent de calculer des prédictions plus précises sur les propriétés de ces vestiges dès les origines de l’Univers.

    Bien que les structures simulées par ordinateur seraient de très courte durée et finiraient par «se vaporiser» en particules élémentaires standard, des traces de cette phase précoce extrême pourraient être détectées dans de futures expériences. «La formation de telles structures, ainsi que leurs mouvements et interactions, doit avoir généré un bruit de fond d’ondes gravitationnelles», explique Benedikt Eggemeier, doctorant dans le groupe de Niemeyer et premier auteur de l’étude. “Avec l’aide de nos simulations, nous pouvons calculer la force de ce signal d’onde gravitationnelle, qui pourrait être mesurable dans le futur.”

    Il est également concevable que de minuscules trous noirs puissent se former si ces structures subissent un effondrement incontrôlé. Si cela se produit, ils pourraient avoir des conséquences observables aujourd’hui ou faire partie de la mystérieuse matière noire de l’Univers. «D’un autre côté», dit le professeur Easther, «si les simulations prédisent la formation de trous noirs, et que nous ne les voyons pas, alors nous aurons trouvé une nouvelle façon de tester des modèles de l’univers infantile».

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Göttingen. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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