Une structure cosmique extraordinairement grande récemment découverte – un anneau de matière dense s’étendant sur 3,3 milliards d’années-lumière – incite les scientifiques à réévaluer un principe fondamental de la cosmologie : l’idée selon laquelle l’univers semble uniforme dans toutes les directions lorsqu’on le regarde à grande échelle. Cette découverte, rapportée par la cosmologue Alexia Lopez, soulève des questions fondamentales sur notre compréhension du cosmos.
Le principe cosmologique sous surveillance
Le principe cosmologique, juste derrière la théorie de la relativité générale d’Einstein en tant qu’hypothèse fondamentale de la physique, affirme que la matière est répartie uniformément dans l’univers en grands volumes. Si ce principe est incorrect, « l’enfer se déchaînera », comme le dit le physicien mathématicien Eoin ÓColgáin. L’existence de structures aussi immenses contredit cette hypothèse et menace de déstabiliser les modèles cosmologiques actuels.
L’anneau récemment observé n’est pas une anomalie isolée. Il semble s’agir d’une extension d’un « arc géant » précédemment identifié, qui entoure lui-même une autre grande formation surnommée le « grand anneau ». La présence combinée de ces structures intensifie le défi lancé au principe cosmologique ; expliquer leur coexistence dans les hypothèses actuelles est de plus en plus difficile.
Comment la découverte a été faite
Lopez et son équipe ont détecté ces structures en analysant la lumière provenant de quasars lointains, des trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies. À mesure que la lumière voyage dans l’espace, la matière qui intervient modifie son spectre, permettant ainsi aux astronomes de cartographier la répartition des galaxies. L’équipe a remarqué que les galaxies situées dans l’arc et l’anneau semblent toutes se trouver à peu près à la même distance cosmique, ce qui suggère qu’elles se sont formées à peu près au même moment dans l’histoire de l’univers. Les tests statistiques suggèrent qu’il est peu probable que l’anneau soit apparu par hasard, ce qui conforte l’affirmation selon laquelle il ne s’agit pas simplement d’une coïncidence visuelle.
Débat entre chercheurs
Alors que Lopez affirme que l’échelle et la configuration de ces structures posent un défi important aux modèles existants, d’autres scientifiques restent sceptiques. Certains soutiennent que même les structures à grande échelle n’invalident pas nécessairement le principe cosmologique, tandis que d’autres soutiennent que les simulations actuelles peuvent s’adapter à de telles formations. L’astrophysicien théoricien Till Sawala, par exemple, affirme que les simulations informatiques peuvent reproduire des structures similaires sans abandonner le principe cosmologique. Cependant, Lopez rétorque que les simulations utilisées dans les travaux de Sawala ne reflètent pas avec précision l’échelle de l’anneau observé.
La voie à suivre : davantage de données sont nécessaires
L’astrophysicien Subir Sarkar est d’accord avec Lopez, affirmant que ces anneaux « changent complètement la donne ». Il souligne que même si les travaux n’ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture, les prochaines études du ciel, telles que celles utilisant l’instrument spectroscopique de l’énergie noire et l’observatoire Vera C. Rubin, confirmeront l’existence de structures supplémentaires à grande échelle ou réfuteront la découverte.
“Nous n’avons pas besoin de continuer à discuter jusqu’à la fin des temps pour savoir si cette structure est réelle ou accidentelle ou autre”, dit Sarkar. “Nous devrions simplement obtenir plus de données et davantage de choses devraient apparaître.”
La découverte de cet anneau massif souligne les limites de nos modèles cosmologiques actuels et souligne la nécessité de disposer de données d’observation plus complètes. Qu’il s’agisse d’une anomalie ou d’un défaut fondamental dans notre compréhension, cela nous oblige à affronter la possibilité que l’univers ne soit peut-être pas aussi uniforme qu’on le croyait auparavant.
