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L’Observatoire Rubin aidera à percer les secrets de la matière noire et de l’énergie noire

Ligne téléphonique: Observatoire NOIRLab/Rubin de NSF

Newswise – Tout ce que nous savons – les galaxies, les étoiles, les planètes, nos familles, nos amis et même nos animaux de compagnie – ne représente que 5 % de l’univers. Les 95 % restants sont constitués de composants mystérieux que les scientifiques appellent… Énergie noire (68%) et Matière noire (27%). De quoi s’agit-il et comment affecte-t-il la structure et l’évolution de l’univers ? Des chercheurs comme Andres Alejandro Plaza-Malagon, scientifique opérationnel de Rubin Laboratoire national SLAC Et le monde de la société et le monde de l’étalonnage en Observatoire RubinNous espérons répondre à ces questions dans le prochain article Enquête héritée de l’espace et du temps (LSST)Réalisé par l’Observatoire Rubin au Chili. Grâce à sa couverture massive du ciel et à sa capacité à détecter des objets faibles, le LSST de Rubin fournira aux scientifiques l’énorme ensemble de données nécessaires pour percer ces mystères et d’autres de l’univers.

Dans les années 1970, l’astronome américain Vera C. Rubin Il a fourni la preuve la plus convaincante à l’époque de l’existence d’une matière « noire » invisible dans l’univers. La matière noire est appelée obscurité parce que c’est presque tout ce que nous savons d’elle, à part l’effet de sa gravité sur les étoiles et le gaz des galaxies : c’est une substance présente dans l’univers qui a une masse mais qui n’émet ni ne reflète la lumière. Cette matière invisible représente environ 80 % de toute la matière, et ses propriétés affectent la façon dont l’univers évolue : comment les galaxies se forment et grandissent ainsi que la façon dont elles se regroupent pour former de longs filaments qui forment la structure que les scientifiques appellent la toile cosmique.

Mais façonner la structure à grande échelle de l’univers est un bras de fer cosmique entre la matière noire et une force insaisissable connue sous le nom d’énergie noire. « Vous pouvez considérer la matière noire comme essayant de construire des structures cosmiques, alors que l’énergie noire essaie en réalité de les desserrer et de les séparer. » » dit Plaza Malagon. La plupart des scientifiques pensent que l’énergie noire est à l’origine de l’expansion accélérée de l’univers et que son comportement est décrit par une quantité connue sous le nom de… Constante cosmologique. Cette interprétation est généralement acceptée car elle est cohérente avec les preuves que nous avons rassemblées jusqu’à présent. Mais même si la constante cosmologique constitue actuellement un élément fondamental des équations qui décrivent l’univers, les chercheurs tentent toujours de déterminer sa valeur exacte et de savoir si c’est réellement l’explication de l’énergie noire.

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Calculer la constante cosmologique, et ainsi imposer des contraintes strictes sur les équations qui décrivent l’univers, est un effort à l’avant-garde de la cosmologie. Rubin permettra d’obtenir les mesures les plus précises à ce jour en ouvrant de nouvelles possibilités d’utilisation d’un effet de précision appelé Faible lentille gravitationnelle Explorer l’interaction complexe entre la matière noire et l’énergie noire.

Les cosmologues utilisent une lentille faible pour déduire « l’agglutination » de la matière en observant comment sa gravité courbe la lumière. Mais contrairement à Lentille gravitationnelle puissanteCe qui produit souvent des géants et des beaux arcs Autour des amas de galaxies, une faible lentille produit des effets moins dramatiques : de petites distorsions de la lumière provenant de galaxies lointaines. Bien qu’une lentille faible puisse se produire à la périphérie d’un système de lentilles puissantes, elle est également omniprésente dans tout l’univers, car la lumière des galaxies d’arrière-plan se fraye un chemin à travers les filaments des galaxies qui relient les amas et les superamas de galaxies. La toile cosmique. « Si la lentille forte, c’est comme regarder à travers le fond Un verre à vin, une lentille faible qui donne l’impression de regarder à travers une grande fenêtre très subtilement déformée. déclare Theo Schott, doctorant à… Université de Stanford Qui coopère avec Plazas Malagon.

Ces faibles distorsions des galaxies lointaines sont trop légères pour être mesurées en observant une seule galaxie – même avec des données provenant de milliers de galaxies, les scientifiques ne peuvent pas dire si les formes observées de galaxies individuelles sont leurs vraies formes ou si elles sont déformées par une faible lentille. Pour vraiment comprendre la situation dans son ensemble, ils ont besoin d’un vaste ensemble de données pour calculer la distorsion collective sur l’ensemble du ciel visible. Grâce à sa capacité à observer d’immenses zones de ciel tout en étant capable de voir des galaxies très faibles et lointaines, l’Observatoire Rubin sera le premier observatoire de l’histoire à fournir des données non seulement sur des millions, mais aussi sur Des milliards Galaxies et leurs formes.

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L’Observatoire Rubin sera une ressource de premier plan pour l’astronomie et l’astrophysique de pointe lorsqu’il deviendra opérationnel en 2025. Utilisant un télescope de 8,4 mètres équipé de Le plus grand appareil photo numérique au mondeIl scrutera le ciel de tout l’hémisphère sud toutes les quelques nuits pendant dix ans, offrant ainsi la vue la plus complète de l’univers que nous ayons jamais vue. L’Observatoire Rubin est cofinancé par la National Science Foundation (Front du salut national) et le ministère américain de l’Énergie (Ministère de l’Énergie). graisse C’est un programme NOIRLab de NSFqui, avec Laboratoire national des accélérateurs du SLACRobin va travailler.

Enquêtes en cours, par ex. Enquête sur l’énergie sombrele Caméra Hyper Suprême Enquête, et Analyse kilométriqueNous avons déjà résolu certains mystères de la matière noire et de l’énergie noire. Mais Plaza-Malagon explique qu’il existe un compromis entre le balayage large et le balayage approfondi, qui est limité par des facteurs tels que la taille de la caméra et le pouvoir de résolution. le Caméra LSST L’observatoire Rubin offre une vue à grand champ et une haute résolution inégalées qui offrent aux astronomes et aux astrophysiciens le meilleur des deux mondes. En fait, c’était l’Observatoire Rubin Conçu à partir de zéro Aider les scientifiques à cartographier la matière noire dans l’univers à l’aide de lentilles gravitationnelles vers des milliards de galaxies lointaines.

« Avec Robin, nous aurons tout. » » a déclaré la Plaza Malagon. « Nous mesurerons les propriétés d’un nombre beaucoup plus grand de galaxies que celui dont nous disposons actuellement, ce qui nous donnera la puissance statistique nécessaire pour utiliser une lentille faible pour cartographier la distribution de la matière noire et étudier l’évolution de l’énergie noire au fil du temps. »

Il est également possible que Rubin produise de nouvelles preuves pour étayer des explications alternatives aux phénomènes que nous observons dans notre univers, au-delà des théories plus populaires de la matière noire et de l’énergie noire.

« L’énergie noire est un concept qui s’inscrit dans la théorie acceptée de la gravité au sein de la théorie générale de la relativité d’Einstein. » Plaza Malagon a dit : « Mais Robin et LSST nous permettront également d’explorer des alternatives à cela, ce qui est également très excitant. »

Plus d’information

L’Observatoire Rubin est une initiative conjointe de la National Science Foundation (Front du salut national(et le ministère de l’Énergie)Ministère de l’Énergie). Sa mission principale est d’étudier le patrimoine spatial et temporel, en fournissant un ensemble de données sans précédent pour la recherche scientifique soutenue par les deux agences. Robin est exploité conjointement par NOIRLab de NSF Et Mou Laboratoire national des accélérateurs (SLAC). NOIRLab est géré pour NSF par l’Association des Universités de Recherche en Astronomie (aura) SLAC est exploité pour le compte du ministère de l’Énergie par Université de Stanford. Les contributions supplémentaires d’un certain nombre d’organisations et d’équipes internationales sont reconnues.

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La National Science Foundation (NSF) est une agence fédérale indépendante créée par le Congrès en 1950 pour promouvoir le progrès scientifique. NSF soutient la recherche fondamentale et les individus pour créer des connaissances qui changent l’avenir.

SLAC est exploité par l’Université de Stanford pour le ministère américain de l’Énergie. Bureau scientifique. L’Office of Science est le plus grand partisan de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis et s’efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque.

NOIRLab de NSF (National Research Laboratory for Optical Infrared Astronomy), le centre américain d’astronomie optique et infrarouge au sol, gère le centre international Observatoire des Gémeaux (Facilité Front du salut national, Conseil norvégien pour les réfugiés – Canada, ANID – Chili, MCTIC – Brésil, Minset-ArgentineEt CASI – République de Corée), Observatoire national de Kit Peak (En tant que fils), Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (Département Technologie de l’information), Centre pour la communauté et la science des données (CSDC), Et Observatoire Vera C. Rubin (En collaboration avec Ministère de l’Énergiec’est Mou Laboratoire national des accélérateurs). Il est géré par l’Association des Universités pour la Recherche en Astronomie (aura) Dans le cadre d’un accord de coopération avec Front du salut national Son siège est à Tucson, en Arizona. La communauté astronomique est honorée d’avoir l’opportunité de mener des recherches astronomiques sur le mont Eulkam Duag (Kate’s Peak) en Arizona, sur Maunakea à Hawaï et sur Cerro Tololo et Cerro Pachón au Chili. Nous reconnaissons et reconnaissons le rôle culturel extrêmement important et le respect que ces sites ont respectivement pour la nation Tohono O’odham, la communauté autochtone hawaïenne et les communautés locales du Chili.

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Delphine Perrault

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