Une nouvelle méthode permet de mesurer les distances cosmologiques avec plus de précision

Mar 29, 2024

Après une analyse statistique complexe d'environ un million de galaxies, une équipe de chercheurs de plusieurs universités chinoises et de l'Université de Cordoue a pupublier les résultats de l'étude dans la revue Nature Astronomy. Ils travaillent sur ce projet depuis plus de deux ans, qui permettra de déterminer les distances cosmologiques avec un nouveau et plus grand degré de précision.

L'étude a développé une nouvelle méthode pour détecter ce qui sont appelées oscillations acoustiques baryoniques (BAO). Ces ondes, dont l'existence a été démontrée pour la première fois en 2005, sont l'une des rares traces du Big Bang encore détectables dans le cosmos. Ils se sont propagés au cours des 380 000 premières années de la vie de l'univers, se propageant comme des ondes sonores à travers une matière si chaude qu'elle se comportait comme un fluide, un peu comme ce qui se produit lorsqu'une pierre est jetée dans un étang. Par la suite, l’univers s’est élargi et s’est refroidi au point que ces vagues ont été figées dans le temps.

Ce qui est intéressant à propos de ces oscillations, témoins de presque toute l'histoire du cosmos, est que leur durée exacte est connue (500 millions d'années-lumière), elles sont donc actuellement très utiles pour mesurer les distances cosmologiques basées sur la séparation entre les galaxies. Être capable de les détecter et de déterminer leur taille est donc de la plus haute importance pour cartographier correctement l'univers jusqu'à des points très éloignés.

"Les résultats de cette étude nous permettent désormais de détecter ces ondes grâce à une méthode nouvelle et indépendante. En combinant les deux, nous pouvons déterminer les distances cosmiques avec une plus grande précision", a expliqué Antonio J. Cuesta, chercheur au département de science de l'Université de Cordoue. Physique et seul auteur espagnol de l’étude.

Cette nouvelle étude a analysé, à l'aide de méthodes statistiques, une base de données d'environ un million de galaxies, en accordant une attention particulière à deux facteurs très différents : l'ellipticité des galaxies et la densité qui les entoure.

En termes d’orientations, les galaxies s’étendent normalement là où se trouvent un plus grand nombre d’autres galaxies, en raison de l’attraction gravitationnelle, mais il existe certains endroits dans l’univers où cet effet n’est pas aussi intense. "C'est dans ces points, où les galaxies ne pointent pas là où elles devraient, que les statistiques nous disent que se situent les oscillations acoustiques baryoniques, puisque ces ondes agissent également comme des points d'attraction gravitationnelle", a expliqué Cuesta.

"La première application pratique que pourrait avoir cette étude est d'établir plus précisément où se trouvent les galaxies et la séparation entre elles et la Terre, mais, d'une certaine manière, nous regardons aussi vers le passé", a expliqué le chercheur.

Cette nouvelle approche des oscillations acoustiques baryoniennes, essentielle pour répondre à certaines des grandes questions sur l'univers, ouvre de nouvelles portes dans le monde de l'astronomie. L'établissement des distances cosmologiques offre, à son tour, de nouveaux indices sur l'histoire de l'expansion de l'univers et nous aide à comprendre sa composition en termes de matière noire et d'énergie, deux des composantes les plus insaisissables et énigmatiques du cosmos.

- Ce communiqué de presse a été fourni par l'Université de Cordoue