📰 Ce bourdonnement persistant de l’Univers intrigue les scientifiques: d’où provient-il ?

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Dans une récente étude publiée dans la revue « Physical Review D », les scientifiques de la collaboration NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) ont exploré une découverte intriguant: un faible bourdonnement persistant de vagues gravitationnelles traversant notre galaxie, la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois…). Cette découverte pourrait révéler des sources cosmologiques exotiques et des processus énergétiques élevés remontant aux premiers instants de l’Univers.


Interprétation artistique d’un ensemble de pulsars affectés par des ondulations gravitationnelles produites par une paire de trous noirs supermassifs dans une galaxie lointaine.
Crédit: Aurore Simonnet/NANOGrav

La première hypothèse des chercheurs suggère que ces ondulations dans l’espace-temps pourraient être le résultat de la fusion de paires de trous noirs supermassifs, chacun étant un milliard de fois plus massif que notre Soleil. Cependant, Juan Urrutia de l’Institut National de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la…) Chimique et de Biophysique (La biophysique est une discipline à l’interface de la physique et la biologie où les outils…) en Estonie, co-auteur de l’étude, souligne que découvrir une telle paire ne permettrait pas d’exclure d’autres origines cosmologiques.

Ces sources cosmologiques incluent notamment les « cordes cosmiques », les « transitions de phase » et les « parois de domaine ». Ces processus se seraient produits juste après le Big Bang, avant que le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d’émission ou de…) résiduel de cet événement ne se diffuse à travers l’Univers. La détection de ces signaux pourrait donc nous rapprocher de la compréhension des premiers instants de l’Univers. En particulier, les parois de domaine, proposées il y a plus de 50 ans, pourraient expliquer pourquoi l’Univers contient beaucoup plus de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses…) que d’antimatière (L’antimatière est l’ensemble des antiparticules des particules composant la matière…).

La matière baryonique, constituée de protons positifs et d’électrons négatifs, domine l’Univers contrairement à l’antimatière, composée de protons négatifs (antiprotons) et d’électrons positifs (positons). Cette prédominance suggère un déséquilibre initial lors du Big Bang, que les parois de domaine pourraient aider à élucider.

L’étude des transitions de phase, d’autre part, offre un aperçu des différentes phases par lesquelles l’Univers est passé pour produire les électrons, protons et neutrons baryoniques que nous connaissons aujourd’hui. Ces transitions, semblables à l’ébullition de l’eau, auraient été déclenchées par des variations de température (La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et…) dans l’Univers primordial, produisant des ondes sonores et gravitationnelles.

La difficulté réside dans le fait que les signaux issus de ces sources diverses semblent similaires, rendant leur distinction délicate, surtout avec les limites actuelles de nos télescopes. Pour mieux détecter ces ondes gravitationnelles de basse fréquence, des projets comme le Laser Interferometer Space Antenna (La mission LISA (de l’anglais Laser Interferometer Space Antenna), est un projet commun ESA/NASA,…) (LISA) de l’Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est…), prévu pour 2037, et l’Atomic Experiment for Dark Matter and Gravity Exploration (L’exploration est le fait de chercher avec l’intention de découvrir quelque chose d’inconnu.) (AEDGE) proposé en 2020, sont en cours de développement.

Cette recherche avancée nécessite des prédictions précises sur ce qu’il faut chercher et comment interpréter les données (Dans les technologies de l’information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent…), souligne Urrutia. L’effort de la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l’étude d’une science ou des sciences et qui…) pour affiner ces calculs est crucial pour la réussite de ces expériences futures.



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