L’univers visible repose en réalité sur une structure que nous ne pouvons pas observer directement. Cette architecture invisible est constituée de halos de matière noire.
Une équipe de recherche de l’Institut andalou d’astrophysique (IAA-CSIC) et de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries (IAC) a réalisé le décompte le plus précis de ces halos couvrant toute l’histoire de l’univers.
Les résultats ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics Letters.
La recherche révèle un nouveau modèle théorique appelé GPS. Ce modèle fonctionne comme un système de positionnement de la matière noire.
Qu’est-ce qui a été mesuré exactement ?
Les données résultantes ne sont pas une liste d’objets individuels ; Quelque chose de plus complexe que cela : la « fonction de masse halo ».
Cet outil mathématique décrit combien de halos de matière noire existent dans chaque plage de masse à un moment donné de l’univers.
Tous les halos ne sont pas identiques. Certains contiennent de petites galaxies. Certains incluent des galaxies telles que la Voie lactée. Les plus grands peuvent contenir des amas de centaines, voire de milliers de galaxies.
Savoir combien de ces structures existent et comment elles ont évolué au fil du temps est essentiel pour relier les observations aux modèles cosmologiques.
Les modèles utilisés jusqu’à présent présentent des limitations importantes, notamment aux valeurs de masse extrêmes.
Dans l’univers primitif, les erreurs de prédiction pouvaient atteindre 80 %.
Le nouveau modèle réduit cette différence entre 10 et 20 % et offre une grande précision tout au long de l’histoire cosmique.
Un modèle qui contient la véritable complexité de l’univers
La clé de ce progrès vient en réalité d’une idée simple : la matière ne se rassemble pas en sphères parfaites.
Les halos de matière noire sont des structures désordonnées et complexes et sont façonnés par des effondrements gravitationnels non linéaires.
Pour valider le modèle, l’équipe de recherche l’a comparé à une simulation cosmologique appelée Uchuu. Uchuu, qui signifie « univers » en japonais, est l’une des simulations cosmologiques les plus complètes jamais réalisées.
Cette simulation, exécutée sur le supercalculateur Fugaku au Japon, recrée l’évolution de l’univers avec des détails extraordinaires. Les catalogues produits sont accessibles au public dans la base de données Skies & Universes.
Pourquoi est-ce important maintenant ?
La précision du comptage des halos n’est pas seulement un exercice théorique.
Par exemple, le télescope spatial James Webb observe des galaxies très lointaines qui se sont formées très tôt dans l’univers. Pour interpréter ces données, il est nécessaire de savoir combien de halos doivent être présents à chaque période et quelle est leur masse.
De même, de grands projets de cartographie du ciel tels que DESI visent à reconstruire la répartition à grande échelle de la matière dans l’univers et à comprendre la nature de l’énergie noire.
Avec un modèle plus précis, nous pouvons vérifier si nos théories actuelles sur l’univers – y compris la matière noire et l’énergie noire – correspondent réellement aux données d’observation.
Le modèle GPS est désormais accessible à la communauté scientifique internationale et peut être intégré aux futures analyses et simulations.
Une carte invisible qui se précise
La matière noire est encore invisible. Il n’émet pas de lumière et ne peut pas être directement détecté par rayonnement.
Or, son effet gravitationnel détermine l’architecture de l’univers.
Rendre plus précise la cartographie de ces halos revient en réalité à améliorer la cartographie de l’univers lui-même. Il ne s’agit pas seulement de déterminer le nombre de structures ; Cela signifie également comprendre à quelle vitesse ils sont apparus et comment ils ont façonné les galaxies que nous voyons aujourd’hui.
Le nouveau « GPS cosmique » ne détecte pas directement la matière noire.
Mais cela nous rapproche toujours plus du squelette cosmique profond qui soutient l’univers visible.
