Des chercheurs américains ont récemment estimé la quantité totale de matière dans l’Univers, en s’appuyant sur une nouvelle méthode plus précise, impliquant le calcul de la masse de centaines d’amas de galaxies.

Moins d’un tiers du contenu du cosmos

Tout ce que nous voyons autour de nous et avec lequel nous interagissons ne représente en fait qu’une infime partie de ce qui se trouve dans le cosmos. S’il avait été précédemment estimé que celui-ci était composé à 32 % de matière (en grande partie sombre) et à 68 % d’énergie, et que la matière ordinaire (ou baryonique) ne représentait qu’environ 5 % du contenu total de l’Univers, la nouvelle méthode de calcul utilisée par des scientifiques de l’université de Californie a permis d’affiner sensiblement ce chiffre.

Selon l’étude, publiée dans la revue Astrophysical Journal, la matière représente environ 31,5 % du contenu total de l’Univers, tandis que les 68,5 % restants sont de l’énergie sombre, une force mystérieuse semblant être à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers.

Représentation schématique du contenu de l’Univers — © Mohamed Abdullah / UC Riverside

« Pour replacer cette quantité de matière dans son contexte, si toute la matière de l’Univers était répartie uniformément dans l’espace, elle correspondrait à une densité massique moyenne égale à seulement environ six atomes d’hydrogène par mètre cube », explique Mohamed Abdullah, premier auteur de l’étude. « Cependant, nous savons que 80 % de la matière est en fait de la matière noire, donc la majeure partie de cette matière n’est pas constituée d’atomes d’hydrogène mais plutôt d’un type de matière que les cosmologistes ne comprennent pas encore. »

Une analyse s’appuyant sur les données de 756 amas de galaxies

Pour parvenir à leur conclusion, les chercheurs ont développé un nouvel outil appelé GalWeight, qui leur permet de calculer la masse d’un amas de galaxies en mesurant leurs orbites respectives. En appliquant cette approche aux données de 756 amas provenant du Sloan Digital Sky Survey, l’équipe peut ensuite comparer les résultats à des simulations de la formation des amas de galaxies. Ces dernières étant basées sur différentes quantités de matière, identifier les conditions simulées correspondant le plus étroitement aux observations leur permet de déterminer la quantité de matière la plus probable que l’Univers contient.

Simulations de formations d’amas de galaxies basées sur différentes quantités de matière. En vérifiant quelle version correspond le mieux aux observations réelles, les astronomes peuvent déterminer la quantité de matière la plus probable dans l’Univers — © Mohamed Abdullah / UC Riverside

« Il s’agit de l’une des mesures les plus précises jamais réalisées grâce à la technique des amas de galaxies », déclare Gillian Wilson, co-auteur de l’étude. « C’est également la première fois que la technique de l’orbite des galaxies permet d’obtenir une valeur en accord avec celles rapportées par les équipes qui ont utilisé des techniques hors amas telles que les anisotropies de fond des micro-ondes cosmiques, les oscillations acoustiques de baryon, les supernovas thermonucléaires, ou la lentille gravitationnelle. »

Selon l’équipe, mieux comprendre l’évolution de l’Univers pourrait nous aider à enfin percer les mystères de la matière noire et de l’énergie sombre.

— Zakharchuk / Shutterstock.com

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