Des astrophysiciens russes sur le point de percer le mystère de la naissance de l'Univers

L'astrophysicien russe Guennadi Bisnovaty-Kogan, chercheur en chef à l'Institut d'études spatiales affilié à l'Académie des sciences de Russie a obtenu des résultats significatifs dans la possibilité de vérifier le modèle de crêpe de Zeldovitch, qui décrit la formation de la structure de l'Univers.

D'après le scientifique, cela pourrait constituer une grande percée dans la physique fondamentale et la cosmologie. Cette étude a été publiée dans la revue Astronomy Reports.

La naissance de l'Univers tels que nous le connaissons est un problème fondamental de la science. Bien qu'aujourd'hui l'Univers soit hétérogène, à sa naissance selon les scientifiques, il se composait d'un plasma parfaitement homogène. Le Big Bang a lancé l'élargissement d'un plasma qui se refroidissait progressivement, où l'instabilité a conduit à la formation de la structure actuelle - des galaxies et leurs amas, des étoiles et des planètes.

L'un des modèles les plus connus expliquant la genèse des instabilités et l'apparition des premiers objets d'envergure stationnaires est celui du célèbre physicien soviétique Iakov Zeldovitch.

Son modèle s'appuie sur l'hypothèse d'un effondrement primaire de grandes masses - des nuages de gaz massifs à l'échelle des amas de galaxies - après lequel se sont formées des crêpes de Zeldovitch. Leur forme s'explique par le fait qu'au moment de la formation d'une figure différente de la sphère son côté inférieur se comprime toujours plus vite, formant ainsi une «crêpe».

«Nous avons obtenu une solution approchée pour la forme du spectre du fond diffus cosmologique après la dispersion sur le plasma qui se comprime rapidement dans la couche plate sous l'effet de l'autogravitation», explique Guennadi Bisnovaty-Kogan, chercheur en chef à l'Institut d'études spatiales affilié à l'Académie des sciences de Russie, professeur à l'Université MEPhI.

Le fond diffus cosmologique est le rayonnement qui reste après le refroidissement du plasma primaire qui remplit de manière homogène tout l'Univers. Pour les astrophysiciens, cela sert de sorte d'écran qui permet, grâce aux changements de son spectre, d'enregistrer les événements de la période de formation de l'Univers. L'interaction du fond diffus avec la substance ionisée de la crêpe qui se comprime rapidement entraîne précisément de telles déformations.

«Le fond diffus cosmologique qui a traversé la région de compression sera de forme légèrement différente par rapport à d'autres déformations éventuelles. Si, en observant la fluctuation du fond, mes calculs étaient confirmés, cela témoignerait en faveur du modèle de Zeldovitch», a indiqué Guennadi Bisnovaty-Kogan.

A terme, les chercheurs ont l'intention de simuler numériquement les spectres de bulk-comptonisation qui apparaissent lors de la formation des crêpes. Cela permettra de préciser la forme des spectres mesurés. L'amélioration de la sensibilité des appareils est nécessaire pour rechercher les formes d'écarts du spectre de Planck dans les régions locales du ciel, ce qui est primordial pour l'étude du fond diffus cosmologique et pour déterminer le modèle de formation d'une structure de grande envergure.