D’énormes quantités de données sont collectées depuis les plus lointaines régions de l’Univers par les télescopes d’aujourd’hui. Seulement, une quantité importante de ces données n’est pas utilisée car elles impliquent de petites échelles de distances difficiles à modéliser. Une équipe de scientifiques a développé une nouvelle technique permettant aux chercheurs d’utiliser des données autrement inutilisables, en « rognant » certains pics de densité. Ces données pourraient apporter des éléments de réponse à certains problèmes cosmologiques, tels que la masse du neutrino ou les théories de gravité modifiée.

Le motif formé par les galaxies dans notre Univers est souvent décrit comme une toile (cosmic web en anglais), étant donné sa ressemblance avec une toile d’araignée. Dans les détails de ce motif sont encodées de multiples informations à propos de la composition de l’Univers, des conditions présentes dans l’Univers alors qu’il était encore très jeune, ou encore des lois de la gravité. Seulement, lorsque les scientifiques tentent d’étudier ces détails à petite échelle (typiquement de l’ordre de la centaine de million d’années-lumière ou moins), tout semble devenir imprévisible, l’Univers devenant très irrégulier. La physique à l’oeuvre devient alors très complexe et non linéaire. Pour faire simple, les chercheurs ne savent pas décoder cette information, ce qui est ennuyeux étant donné que les informations les plus utiles sont cachées à cette échelle.

Fergus Simpson, de l’institut d’astronomie à l’Université d’Edinburgh en Ecosse et ses collègues ont mis au point la technique de « rognage » de densité (cela consiste à appliquer une correction aux régions les plus denses de l’Univers), rendant ces données accessibles aux modélisations. Ces données pourraient s’avérer utiles dans de nombreux domaines, comme une meilleure détermination de la masse du neutrino.

Par exemple, dans le modèle standard de physique des particules, le neutrino n’a pas de masse. Être capable de déterminer celle-ci pourrait permettre d’aller au-delà du modèle standard. Aussi, ces données à petite échelle pourraient permettre de mieux comprendre les relations entre galaxies et matière noire, ce qui pourrait potentiellement mener à l’investigation des théories de gravitation modifiée avec les observations.

Ainsi, cette nouvelle méthode permet de mieux contraindre différents paramètres cosmologiques, et les chercheurs indiquent chercher à développer encore davantage leur approche. Enfin, il semblerait que celle-ci puisse devenir un outil très puissant pour l’analyse cosmologique.

 

Référence

Fergus Simpson, et al. “Clipping the Cosmos: The Bias and Bispectrum of Large Scale Structure.” Physical Review Letters 107, 271301 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.271301

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