9 des faits les plus époustouflants sur lunivers

Lunivers est stupéfiant. Autrement dit: toute sa matière ordinaire, toutes les particules qui nous composent et tout ce que nous pouvons voir ne représentent que 4% de sa matière. Nous navons découvert le composant de masse majeur de lUnivers, ce qui en constitue 70%, quen 1998. Nous lappelons lénergie noire – bien que personne nait la moindre idée de ce que cest exactement.

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Lunivers  » , pour paraphraser le biologiste britannique JBS Haldane, « nest pas plus étrange quon ne limagine. Cest plus étrange quon ne peut limaginer. » Pour célébrer ce fait joyeux, voici 9 des découvertes spatiales les plus étonnantes de ces derniers temps.

Les galaxies actives émettent souvent 100 fois plus de lumière quune galaxie normale. Avec la découverte en 1963 de quasars, il était clair que la lumière ne vient pas détoiles mais dune région centrale plus petit que le système solaire.

La seule source dénergie imaginable est la matière chauffée à lincandescence alors quelle tourbillonne vers un trou noir géant jusquà 50 milliards de fois la masse du Soleil.

Dans les années 1990, le télescope spatial Hubble de la NASA a découvert que, bien que les galaxies actives ne représentent quenviron 1% des galaxies, les trous noirs supermassifs ne sont pas une anomalie.

Presque toutes les galaxies, y compris notre lait y Way, en contient un, mais privés de nourriture, la plupart se sont éteints.

Que font les trous noirs supermassifs dans le cœur des galaxies? Étaient-ce les graines autour desquelles les galaxies se sont figées? Ou les galaxies naissantes les ont-elles engendrées? Celles-ci restent quelques-unes des plus grandes questions non résolues en astrophysique.

La chaleur de la boule de feu Big Bang a été embouteillée dans lUnivers. Il navait nulle part où aller, donc il est toujours autour de nous aujourdhui.

Ce qui est étrange, cest que sa température – 2,725 ° C au-dessus du zéro absolu (–270 ° C), la température la plus basse possible – est essentiellement la même partout.

Pourtant, si nous imaginons lexpansion cosmique en marche arrière, comme un film à lenvers, nous constatons que des parties de lUnivers qui sont aujourdhui de part et dautre du ciel nétaient pas en contact lorsque la boule de feu de les radiations se sont libérées de la matière.

En dautres termes, il ny a pas eu suffisamment de temps pour que la chaleur se déplace entre eux et que la température ségale depuis la naissance de lUnivers.

Les astronomes corrigent cela en maintenant dès le début, lUnivers était beaucoup plus petit que prévu, donc la chaleur sest propagée facilement.

Pour passer de cette taille plus petite à sa taille actuelle, lUnivers a dû passer par une première explosion dexpansion ultra-rapide, connue comme inflation.

Il y a une découverte tellement étonnante quelle na pas encore pénétré la conscience de la plupart des scientifiques en activité: tout ce que la science a été étudier ces 350 dernières années nest quun contaminant mineur de lUnivers.

Seulement environ 4,9% de lénergie massique de lUnivers sont des atomes: le genre de choses que vous, moi, les étoiles et les galaxies sont faites de (et, de cela, seulement la moitié a été repérée avec des télescopes).

Environ 26,8% de lénergie de masse cosmique est de la matière noire invisible, révélée parce quelle tire avec sa gravité sur la substance visible.

Les candidats à ce qui compose la matière noire incluent des particules subatomiques inconnues jusquà présent et des trous noirs faits dans le Big Bang.

Mais, en plus de la matière noire, il y a de lénergie noire, qui représente 68,3% de la masse-énergie de lUnivers.

Elle est invisible, remplit tout lespace et accélère lexpansion cosmique. Et notre meilleure théorie – la théorie quantique – surestime sa densité dénergie dun facteur un suivi de 120 zéros!

Lunivers na pas existé depuis toujours. Il est né. Il y a 13,82 milliards dannées, toute la matière, lénergie, lespace – et même le temps – ont éclaté dans une boule de feu titanesque appelée le Big Bang.

La boule de feu a commencé à sétendre et, à partir des débris de refroidissement, il a finalement gelé le galaxies – de grandes îles détoiles dont notre Voie lactée est lune des deux mille milliards. Voici, en un mot, la théorie du Big Bang.

Quelle que soit la façon dont vous la regardez, lidée que lUnivers est apparu à partir dun rien – quil y avait un jour sans hier – est tout à fait dingue. Mais cest ce que les preuves nous disent.

Une question immédiate se pose: que sest-il passé avant le Big Bang?

La réticence à faire face à cette question délicate est de savoir pourquoi la plupart des scientifiques ont dû être traînés des coups de pied et des cris daccepter lidée du Big Bang.

LUnivers est en expansion, ses galaxies constitutives senvolant comme des éclats dobus cosmiques au lendemain du Big Bang. La seule force opérant devrait être la gravité, qui agit comme une toile élastique entre les galaxies, les ralentissant.

Mais en 1998, contrairement à toute attente, les astronomes ont constaté que lexpansion de lUnivers saccélérait en fait

Pour lexpliquer, ils ont postulé lexistence de trucs invisibles, quils ont appelé lénergie noire, qui remplit lespace et a une gravité répulsive. Cest la gravité répulsive de cette énergie sombre qui accélère lexpansion cosmique.

Lénergie sombre représente près des deux tiers de la masse-énergie de lUnivers. La science scolaire est donc en retard pour dire que la gravité est nul. Dans la plus grande partie de lUnivers, ça souffle!

Levez votre pouce. 100 milliards de neutrinos traversent votre vignette chaque seconde. Il y a 8,5 minutes, ils étaient au cœur du Soleil.

Les neutrinos solaires sont un sous-produit des réactions nucléaires génératrices de lumière solaire. Lorsque Ray Davis a entrepris de les détecter avec 100 000 gallons de liquide de nettoyage dans une mine du Dakota du Sud, il sattendait à confirmer limage standard du Soleil.

Au lieu de cela, il na trouvé quun tiers des neutrinos attendus. , quelque chose qui a non seulement été confirmé par des expériences ultérieures, mais qui a conduit à son prix Nobel.

Les neutrinos sont des particules subatomiques fantomatiques existant dans une étrange superposition quantique – semblable à un animal qui est à la fois une vache, un cochon et un poulet.

En voyageant depuis le Soleil, ils basculent entre un neutrino électronique, un neutrino muonique et un neutrino tau, cest pourquoi les expériences sensibles à un seul type captent un tiers du nombre attendu.

Les scientifiques détestent invoquer quoi que ce soit de spécial à propos de notre situation dans lUnivers. «Spécial» est improbable alors que «typique» est probable.

Mais la découverte de planètes autour d’autres étoiles – au dernier décompte, plus de 3 500 ont été confirmées – a créé un mal de tête. Aucun nest comme le nôtre.

Il existe des systèmes planétaires super-compacts dans lesquels toutes les planètes gravitent plus près de leur étoile parente que Mercure, la planète la plus intérieure du système solaire, ne le fait avec le Soleil.

Il y a des planètes de masse Jupiter qui doivent avoir migré vers lintérieur.

Il y a des planètes sur des orbites hautement elliptiques, similaires à celles des comètes.

Et il y a des planètes qui gravitent autour du dans le mauvais sens autour de leurs étoiles.

Étant donné que lon pense que les planètes se figent à cause du gaz et de la poussière tourbillonnant dans la même direction autour dun soleil nouveau-né, cette dernière découverte est particulièrement difficile à expliquer.

Pour linstant, personne ne sait si le caractère inhabituel de notre système solaire a quelque chose à voir avec le fait que la race humaine sest levée pour le remarquer.

Le 14 septembre 2015, des ondes gravitationnelles ont été détectées sur Terre pour la première fois. Ces ondulations dans le tissu de lespace-temps – prédites par Einstein en 1916 – provenaient de la fusion de deux trous noirs dans une galaxie lointaine.

En bref, la puissance pompée était 50 fois supérieure à celle de tous les étoiles de lUnivers combinées. Mais ce nétait pas le seul aspect époustouflant de lévénement.

Chacun des trous noirs était dans la gamme des 30 masses solaires. Puisquun trou noir est ce qui reste après que la majeure partie dune étoile a soufflé dans lespace en tant que supernova, les étoiles précurseurs doivent avoir pesé au moins 300 masses solaires.

De telles étoiles sont incroyablement rares aujourdhui. Mais les deux trous noirs auraient pu être des vestiges de la toute première génération détoiles – considérée comme énorme – ou même des trous noirs primordiaux, nés dans lenfer du Big Bang lui-même.

Il y a environ 100 000 000 000 000 000 000 000 détoiles dans lUnivers. Et probablement plus de planètes que détoiles. Pourtant, dans toute cette immensité, nous ne connaissons quun seul endroit où la vie existe: la Terre.

Malgré les recherches de signaux intelligents, aucun signe de vie extraterrestre intelligente na été trouvé. En fait, il y a un bon argument selon lequel si de telles formes de vie existent là-bas, non seulement nous devrions en voir des signes, mais elles devraient déjà être arrivées ici.

« Où sont-elles? » a demandé le physicien Enrico Fermi. Certains astronomes pensent que la réponse est que nous sommes seuls, que quelquun doit être le premier.

Mais labsence de preuves nest pas une preuve dabsence. Il nous a fallu trois milliards dannées pour passer dune cellule unique à une vie complexe, ce qui suggère quil est difficile de franchir cette étape.

Les civilisations technologiques comme la nôtre peuvent être rares et leur durée de vie courte; nous en avons peut-être manqué dautres par des millions ou des milliards dannées. Lautre alternative est que la plus proche est peut-être tout simplement trop loin pour que nous puissions la détecter.

Marcus Chown est un écrivain et auteur scientifique. Cet article a été initialement publié dans le numéro de janvier 2018 du magazine BBC Sky at Night.