gov-civil-vilareal.ptQuel est le problème avec l'Univers? Environ 31 %.
>Si vous voulez comprendre l'Univers - et nous le faisons - vous devez comprendre ce qu'il contient. Je ne parle pas d'étoiles, de planètes, de trous noirs et autres. Nous devons être encore plus larges.
Combien d'énergie y a-t-il dans l'Univers ? Combien de matière ? Et pour être un peu plus précis, quels types d'énergie et de matière ?
Nous appelons cela le bilan masse/énergie de l'Univers . Comme un budget de ménage, il représente (espérons-le) tout ce qu'il contient, divisé par type. Dans le cas de l'Univers, nous savons qu'il est composé, par ordre décroissant, de énergie noire , matière noire , et la matière normale. Mais combien de chacun ?
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Une nouvelle étude s'est penchée sur la matière , et a proposé un nombre assez restreint : 31,5 ± 1,3 % de l'Univers est composé de matière (ce qui, à son tour, implique 68,5 % d'énergie noire).
Ces chiffres sont assez importants. Si l'Univers avait moins de matière, il se développerait plus rapidement - dans un sens, la gravité de cette matière ralentit l'expansion.
Le bilan masse/énergie de l'Univers nous montre que la plupart des éléments du cosmos sont de l'énergie noire, puis la matière noire, puis enfin la matière normale qui compose le gaz, la poussière et les étoiles. Crédit: UCR/Mohamed Abdallah
Cela a également des implications pour les choses dans l'Univers, et pas seulement l'Univers lui-même. Par exemple, au début de l'Univers, la gravité aidait à agglutiner la matière, car elle était attirée par elle-même. Il s'est condensé de la soupe chaude de trucs, formant des galaxies et amas de galaxies . Si le budget de matière avait été différent, les galaxies et les amas auraient été différents ou ne se seraient peut-être pas formés du tout.
Nous devons notre existence à ces chiffres.
En fait, ce sont les amas de galaxies sur lesquels se sont concentrés les nouveaux travaux. Ce sont d'immenses collections de galaxies entières, des centaines ou des milliers d'entre elles, toutes maintenues ensemble par leur gravité mutuelle. Leur structure dépend de la densité de matière dans l'Univers, donc en les examinant, les scientifiques pourraient comprendre cette densité.
Mme Peregrine Home pour une note particulière
Le nombre d'amas dans un volume donné de l'Univers dépend de la densité de masse (notée Ωm), donc mesurer les masses d'amas vous indique la densité de masse de l'Univers. Crédit: UCR/Mohamed Abdallah
Ils ont développé une méthode pour trouver des clusters d'une manière aussi impartiale que possible le. Ils ont examiné 700 000 galaxies, puis examiné leurs emplacements et leurs mouvements dans l'espace pour voir si elles appartenaient à des amas. À partir de cet échantillon, ils ont sélectionné 756 amas de galaxies proches (jusqu'à environ 1,6 milliard d'années-lumière, donc « à proximité » est relatif) à utiliser dans leur analyse.
Ensuite, ils ont trouvé ce qu'on appelle la fonction de masse d'amas, qui est le nombre d'amas dans l'Univers dans un volume d'espace donné pour une masse donnée de l'amas. Ainsi, dans certaines parties de l'Univers, vous pourriez voir beaucoup d'amas de faible masse, moins d'amas de poids moyen et un plus petit nombre d'amas vraiment gigantesques, par exemple. Cette distribution est sensible à la densité de matière dans l'Univers, et est compliquée par des choses comme le fait que la densité change avec le temps à mesure que l'Univers s'étend, ainsi que la difficulté à déterminer la masse de l'amas.
Ce dernier morceau est un dur à cuire. Il existe de nombreuses façons d'estimer la masse d'un cluster, dont beaucoup sont de nature statistique (en examinant de nombreux clusters pour faire la moyenne des statistiques bruyantes). Ceux-ci introduisent d'autres problèmes, cependant, ce qui rend cela difficile. Dans ce cas, les scientifiques ont choisi d'utiliser ce qu'on appelle la méthode viriale pour obtenir la masse - lorsque les galaxies se déplacent dans un amas, elles interagissent et échangent de l'énergie (les plus rapides tirent sur les plus lentes, par exemple, les accélérant). Cela dépend de la masse totale du cluster et fournit un très bon moyen d'obtenir ce nombre.
Ils ont ensuite exécuté les nombres pour voir de quelle densité de masse cosmique ils avaient besoin pour expliquer la distribution de masse des amas, et ont obtenu 31,5% (en utilisant juste leurs données, ils ont obtenu 31% avec une incertitude d'environ 2,3%, mais en combinant leurs résultats avec d'autres études, ils ont obtenu un chiffre légèrement plus précis).
En général, ce nombre est un peu un peu plus élevé que la plupart des autres méthodes (il varie de 25 à 35% selon la façon dont vous le mesurez), mais pas de manière alarmante. Ils prétendent que la leur est la mesure la plus précise de ce nombre jamais réalisée, mais je laisserai les autres experts le préciser.
Il permet aussi de calculer la densité moyenne de matière dans l'Univers, et c'est environ 10-2. 3grammes par mètre cube. C'est minuscule. C'est l'équivalent d'environ 6 atomes d'hydrogène par mètre cube. A titre de comparaison, au niveau de la mer, l'air contient environ 1 200 grammes par mètre cube, soit environ 1025atomes par mètre cube - un facteur d'environ un septillion (ou un million de millions de millions de millions) de plus. L'espace est vraiment vide.
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je note aussi que c'est total matière, y compris la matière noire et « normale ». Le budget de la matière lui-même dans l'univers est d'environ 5 à 1 matière sombre à normale, donc à peu près une division de 84/16. Ce ratio n'est pas très bien connu cependant. Une idée, d'ailleurs, est-ce que la matière noire est faite d'axions , qui sont une particule théorique de très faible masse. Si tel est le cas, alors ce mètre cube d'espace contiendrait plutôt 1 atome d'hydrogène et plusieurs milliards d'axions.
Alors voilà. Cette nouvelle étude, si elle aboutit, est une autre étape pour régler tout cela. Chaque jour, nous nous rapprochons un peu plus de la découverte, eh bien, l'univers , et pourquoi nous sommes ici. Cela peut sembler un peu ésotérique, mais regardez autour de vous. Tout ce que tu vois existe , et cela à cause du fonctionnement de l'Univers. Regarder sous son capot est l'une des choses les plus cool que les humains fassent.
