Voyagez assez loin dans l’Univers, et vous pourriez vous retrouver là où vous avez commencé. Les mesures de l’observatoire spatial Planck ont montré que l’Univers pourrait avoir la forme d’une sphère plutôt que d’une feuille plate, ce qui changerait presque tout ce que nous pensons savoir sur le cosmos.

L’Univers pourrait être rond

L’observatoire Planck, qui a fonctionné de 2009 à 2013, a cartographié le fond des micro-ondes cosmiques (CMB), une mer de lumière laissée par le Big Bang.

Une série d’observations a montré qu’il y avait plus de lentilles gravitationnelles – un étirement de la lumière dû à la forme de l’espace-temps, qui peut être déformée par la matière lourde – que prévues. Alessandro Melchiorri de l’Université Sapienza de Rome et ses collègues ont calculé que cela pourrait s’expliquer par le fait que la forme de l’Univers est différente de ce que nous pensions.

Toutes les autres données cosmologiques suggèrent que l’Univers est plat, c’est-à-dire sans courbure, comme une feuille de papier. Les mesures de Planck indiquent qu’il peut être sphérique, ce qui signifie que si vous voyagez suffisamment loin dans une direction, vous vous retrouvez à votre point de départ. C’est parce que la lentille supplémentaire implique une matière sombre supplémentaire, qui entraînerait l’Univers dans une sphère finie.

Selon ces observations, l’Univers est 41 fois plus susceptible d’être une sphère que plat. « Ce sont les données cosmologiques les plus précises et elles nous donnent une image différente », dit Melchiorri.

Si l’Univers est effectivement sphère, cela pourrait être un problème majeur pour notre compréhension du cosmos. Un autre casse-tête cosmologique est que l’Univers proche semble s’étendre plus vite qu’il ne le devrait.

C’est difficile à expliquer avec notre modèle standard de la cosmologie, qui inclut un Univers plat, et les chercheurs ont calculé que la situation s’aggrave encore dans un Univers sphérique, avec quelques autres inadéquations cosmiques que nous devons encore expliquer. C’est si mauvais qu’ils appellent cela une « crise cosmologique ».

Redéfinir notre modèle de l’Univers

« Dans un Univers sphère, ces anomalies sont plus graves qu’on ne le pensait, dit Melchiorri. « Si rien n’est d’accord, nous devons réfléchir à notre modèle de l’Univers et à sa formation. »

L’explication habituelle de la formation de l’Univers inclut une période juste après le Big Bang appelé inflation, quand l’Univers s’est rapidement développé. Nos modèles actuels d’inflation conduisent naturellement à un Univers plat, de sorte que si l’Univers est réellement sphérique, ils devraient changer.

« Nous avons besoin d’un nouveau modèle, et nous ne savons pas encore ce que c’est », dit Melchiorri. Personne n’a trouvé un moyen de réconcilier ces observations de Planck avec les nombreuses mesures cosmologiques en désaccord – qui incluent même certaines des autres observations de l’observatoire de Planck.

En fait, toute autre observation cosmologique que nous avons indique un Univers plat. Il n’y a pas d’autres observations qui suggèrent que le cosmos pourrait être réellement sphérique, et il y a une chance que cette mesure de Planck ne soit qu’un hasard statistique.

« Si c’est vrai, cela aurait de profondes répercussions sur notre compréhension de l’Univers », dit David Spergel de l’Université de Princeton. « C’est une affirmation très importante, mais je ne suis pas sûr qu’elle soit soutenue par ces données. En fait, je dirais que les preuves sont contre elle. »

L’observatoire Simons dira si nous sommes devant une crise cosmologique 

D’autres données au cours des prochaines années montreront si nous devons prendre cette anomalie au sérieux ou s’il s’agit simplement d’un hasard statistique, dit M. Spergel. L’observatoire Simons, en cours de construction au Chili, sera capable de mesurer les lentilles gravitationnelles encore plus précisément que les données de Planck, et il devrait nous dire s’il y a vraiment une crise cosmologique ou non.

Cette recherche a été publiée dans Nature Astronomy.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay