Le système solaire pourrait se déplacer dans l’espace trois fois plus rapide que mesuré précédemmentun fait qui, s’il était confirmé, pourrait ouvrir une fissure dans le modèle standard de la cosmologie, qui explique le comportement à grande échelle de l’univers. C’est ce qu’indique une nouvelle étude publiée dans la revue Lettres d’examen physiquedans lequel une équipe d’astrophysiciens – dirigée par l’astrophysicien Lukas Bohme – a « compté » le nombre attendu de sources radio dans différentes directions dans le ciel, en trouvant une écart important avec ce qui est prédit par le modèle standard de la cosmologie. D’où la conclusion sur la vitesse de mouvement du système solaire, qui est utilisée pour mesurer avec précision la vitesse d’expansion de l’Univers.
Les détails de l’étude
L’Univers, à des échelles allant de centaines de millions d’années-lumière, apparaît homogène et isotropec’est-à-dire que ses propriétés statistiques sont uniformes et ne montrent pas de directions privilégiées. Cependant, nous nous ne sommes pas en repos à l’intérieur, mais nous nous déplaçons dans une certaine direction avec une certaine vitesse aux confins du système solaire. Cela crée un anisotropie apparente appel dipôle ce qui conduit à un différence apparente dans la répartition de la matière entre la direction dans laquelle on se déplace et la direction opposée. Une analogie simpliste est la suivante : supposons que vous soyez initialement stationnaire dans une pièce, sans mouvement d’air, condition similaire à celle de l’homogénéité et de l’isotropie. Si vous commencez maintenant à vous déplacer rapidement dans une direction, vous sentirez l’air « presser » votre visage, créant un effet de plus d’air dans la direction du mouvement que dans la direction opposée.
Un effet similaire se produit lorsqu’on considère la répartition des sources, dans ce cas sources d’ondes radio dans l’Univers. Si nous l’étions encore, nous verrions une homogénéité et une isotropie parfaites, mais notre mouvement en tant que partie du système solaire dans l’espace génère un effet dipolaire ce qui donne lieu à un excès de sources détectées dans le sens du mouvement et défaut dans le sens opposé. Cet effet apparent doit être pris en compte lors des mesures de la distribution à grande échelle de l’Univers car il introduit un faux effet de rupture d’homogénéité et d’isotropie.
Dans l’article dirigé par l’astrophysicien Lucas Bohme de l’Université de Bielefeld, des astronomes ont mesuré la répartition dans différentes directions célestes des sources d’ondes radio détectées par les trois radiotélescopes NVS, RACS-low et LoTSS-DR2. Ces sources radio sont créées principalement par l’injection d’énergie dans le milieu interstellaire par le jets de particules relativistes éjectés des trous noirs supermassifs au centre des galaxies de masse élevée. Il y a beaucoup de ces articles brille dans les ondes radio et ils le sont donc facilement identifiable et responsableje dans différentes directions de l’espace.
Ce n’est pas la première fois que ces objets sont comptés sur de grandes zones célestes, mais l’étude en question en utilise un technique statistique innovante qui prend en compte le fait que ce qui peut apparaître comme deux objets différents mais proches sont en réalité des structures appartenant au même objet, ce qui provoque une remodulation du nombre de sources détectées. L’utilisation de cette technique a permis d’obtenir la mesure la plus précise du dipôle des comptages radio, c’est-à-dire de cet effet de comptages excédentaires dans la direction du mouvement du système solaire. Les scientifiques ont ainsi découvert que bien que le dipôle soit orienté dans le sens des mesures précédentes, son l’amplitude est un facteur trois plus grande que prévuc’est-à-dire viser un une vitesse du système solaire trois fois supérieure à celle attendue.
Si cela est confirmé par des mesures indépendantes, cela cela saperait le modèle cosmologique standard et les hypothèses fondamentales sur la structure à grande échelle de l’univers, supposée homogène et isotrope. Une révision des vitesses de déplacement du système solaire permettrait également de revoir la vitesse à laquelle l’Univers se développepuisque le mouvement du système solaire est une vitesse systématique qui doit être « corrigée » afin de déterminer le taux d’expansion exact.
Quelles sont les explications alternatives ?
Une revisitation du modèle cosmologique ce n’est pas la seule explication au nombre excessif de sources radio trouvées par les auteurs. Il y a d’autres explications possibles contaminations inattendues à partir de sources radio dans l’Univers local, erreurs systématiques en raison des différents étalonnages auxquels sont soumis les trois différents radiotélescopes utilisés ou émission radio synchrotron de notre galaxie. Cette dernière consiste en l’émission d’un rayonnement électromagnétique généré par électrons se déplaçant à des vitesses proches de la vitesse de la lumière dans les champs magnétiques interstellaires qui imprègnent la Voie Lactée.
Si l’excédent était réel et cosmologiqueaurait de profondes implications : soit notre environnement est plus « spécial » que prévu, soit les hypothèses d’isotropie/homogénéité ils doivent être revus. Si par contre il est d’origine astrophysiquealors l’étude nous aidera à mieux comprendre la distribution et l’évolution des sources radio dans notre voisinage cosmique. La bonne nouvelle, c’est que la prochaine grands projets de cartographie du ciel radio, tels que LoTSS-DR3, RACS-high, EMU et surtout lo Tableau de kilomètres carrés ils mettront cette anomalie sous la loupe pour « confirmer ou infirmer le résultat ».