Avi Shapourer Avec le MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research via Christophe ConsellsEt le Le télescope spatial Hubble et Martin Reese A l’avenir
« Il est ahurissant que plus de 90% des galaxies de l’univers n’aient pas encore été étudiées. Qui sait ce que nous trouverons lorsque nous observerons ces galaxies avec la prochaine génération de télescopes », déclare l’astronome. Christophe Consellsqui a dirigé l’équipe de 2016 qui a découvert qu’il y a dix fois plus de galaxies dans l’univers qu’on ne le pensait auparavant, et plus d’espace pour rechercher la vie extraterrestre.
Galaxies faibles du tout premier univers
Depuis lors, diverses études ont déjà montré qu’il y a plus de galaxies faibles dans l’univers lointain que nous ne le pensions à l’origine. Cela inclut des études avec le télescope spatial Hubble examinant les galaxies les plus faibles que nous pouvons détecter en utilisant la possibilité de zoomer sur des galaxies lointaines grâce à un effet appelé lentille gravitationnelle », a écrit Conslis dans un e-mail à Galaxie quotidienne.
« Ces études ont confirmé l’abondance de galaxies faibles dans l’univers primitif », a-t-il expliqué. De la même manière, les études de la quantité de lumière diffusée dans l’univers montrent qu’il y a au moins deux facteurs de lumière de plus dans l’univers que nous ne le pensions. Nous ne savons pas de quoi est faite cette lumière, mais il est possible qu’il s’agisse de galaxies perdues que nous n’avons pas encore découvertes. Bientôt, le télescope spatial James Webb sera lancé, et la grande ouverture de ce télescope nous permettra d’explorer les galaxies individuelles plus profondément qu’auparavant et nous fournira des observations de 90 % des galaxies manquantes. Jusque-là, nous ne savons toujours pas ce que sont la grande majorité des galaxies de l’univers. »
Images des champs limites de Hubble
Une équipe de 2016 utilisant les données du télescope spatial Hubble et d’autres télescopes de la NASA/ESA a fait un décompte exact du nombre de galaxies, et l’image elle-même a été produite par Coopération dans les champs frontaliers (un effort conjoint des télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et Chandra de la NASA) permettant aux scientifiques de détecter des galaxies jusqu’à 100 fois plus faibles que celles capturées indépendamment auparavant.
L’une des inconnues les plus fondamentales de l’astronomie est le nombre de galaxies que contient l’univers. Les images Hubble Deep Field, prises au milieu des années 1990, ont révélé un nombre incalculable de galaxies plus faibles. On estime que l’univers observable contient entre 100 et 200 milliards de galaxies.
L’équipe internationale dirigée par Conselice a montré que ce chiffre est au moins 10 fois inférieur. qu’ils Il est parvenu à cette conclusion en utilisant des images de l’espace lointain de Hubble, des données des travaux antérieurs de son équipe et d’autres données publiées. Ils ont précisément converti les images en 3D, afin de faire des mesures précises du nombre de galaxies à différents moments de l’histoire de l’univers.
De plus, ils ont utilisé de nouveaux modèles mathématiques qui leur ont permis de déduire l’existence de galaxies que la génération actuelle de télescopes ne peut pas observer. Cela a conduit à la réalisation surprenante que, pour calculer les chiffres, environ 90% des galaxies de l’univers observable sont très faibles et bien trop loin pour être vues – pour le moment.
énergie noire
Parce que la gravité est submergée par une force mystérieuse qui se cache dans l’espace vide, que les astronomes ont appelée énergie noire, qui éloigne les galaxies, tout ce que l’humanité pourra voir après cent milliards d’années, ce seront les étoiles mortes et mourantes de notre groupe local.
Mais ceux-ci, dit l’astronome Martin Riess-V A l’avenirqui ne faisait pas partie de l’équipe de Conselice, « pourrait continuer pendant des trillions d’années – assez de temps, peut-être, pour que la tendance à long terme des systèmes vivants à gagner en complexité et en ‘entropie négative’ atteigne un pic. Tous les atomes qui étaient auparavant dans les étoiles et le gaz peuvent être convertis en structures aussi complexes qu’un organisme vivant ou une plaquette de silicium, mais à l’échelle cosmique. Sur un fond sombre, les protons peuvent se désintégrer, les particules de matière noire s’annihiler, des éclairs occasionnels lorsque les trous noirs s’évaporent, puis tomber silencieux. »
Nous ne pouvons voir qu’un nombre limité de galaxies car il y a un horizon, une coquille autour de nous, qui définit la plus grande distance à partir de laquelle la lumière peut nous atteindre. Mais cette coquille, note Reese, « n’a pas plus de signification physique que le cercle qui définit votre horizon si vous êtes au milieu de l’océan ».
Formation descendante de la structure dans l’univers
Lors de l’analyse des données, l’équipe a regardé plus de 13 milliards d’années en arrière. Cela leur a montré que les galaxies ne sont pas uniformément réparties tout au long de l’histoire de l’univers. En fait, il semble y avoir eu un facteur de 10 galaxies de plus par unité de volume lorsque l’univers avait quelques milliards d’années qu’il ne l’est aujourd’hui. La plupart de ces galaxies étaient relativement petites et sombres, avec des masses similaires à celles des galaxies satellites entourant la Voie lactée.
Ces résultats sont une preuve solide qu’un développement important s’est produit tout au long de l’histoire de l’univers, à savoir l’évolution au cours de laquelle les galaxies ont fusionné, entraînant une réduction significative de leur nombre total. « Cela nous donne la validation de ce qu’on appelle la formation descendante de la structure dans l’univers », explique Consells.
Paradoxe d’Olbers
Le nombre décroissant de galaxies au fil du temps contribue également à résoudre le paradoxe d’Olbers – pourquoi le ciel est sombre la nuit. L’astronome Heinrich Olbers a soutenu que le ciel nocturne doit être baigné de lumière en permanence, car dans un univers immuable rempli d’un nombre infini d’étoiles, chaque partie du ciel doit être occupée par un objet brillant. Cependant, notre compréhension moderne de l’univers est qu’il est fini et dynamique – pas infini et statique.
L’équipe est arrivée à la conclusion qu’il y a une telle abondance de galaxies qu’en principe, chaque point du ciel contient une partie d’une galaxie. Cependant, la plupart de ces galaxies sont invisibles à l’œil humain et même aux télescopes modernes, en raison d’une combinaison de facteurs : le décalage vers le rouge de la lumière, la nature dynamique de l’univers et l’absorption de la lumière par la poussière et le gaz intergalactiques se combinent pour assurer que le ciel nocturne reste majoritairement sombre.
Les astronomes sont convaincus que le volume d’espace-temps à portée de nos télescopes – l' »univers » – ne représente qu’une infime fraction des effets du Big Bang. « Nous nous serions attendus à plus de galaxies au-delà de l’horizon, qui ne pourraient pas être observées, dont chacune (ainsi que toute intelligence qu’elles hébergent) évoluerait un peu comme la nôtre », conclut Rees.
Image du haut : Il a fallu près de trois ans aux chercheurs de l’Instituto de Astrofísica de Canarias pour produire cette profondeur image de l’univers jamais depuis l’espace, en récupérant une grande quantité de lumière « perdue » autour des plus grandes galaxies du Hubble Ultra Deep Field.
Avi Shapourer Avec le MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research via Christophe ConsellsEt le Le télescope spatial Hubble et Martin Reese A l’avenir
Crédit image du haut : licence Shutterstock
Avi Shapourer Chercheur scientifique, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. une Google ScholarAvi était autrefois un Sagan, boursier de la NASA au Jet Propulsion Laboratory (JPL). Sans surprise, sa devise est une citation de Carl Sagan : « Quelque part, il y a quelque chose d’incroyable qui attend d’être connu. »
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