Nouvelles idées sur la structure de l'univers
Des mesures récentes remettent en question les modèles actuels d'expansion cosmique et d'énergie noire.
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Table des matières
- Qu'est-ce que les oscillations acoustiques baryoniques ?
- L'importance de la Forêt de Lyman-alpha
- Différents modèles d'univers
- Comparaison des modèles
- Résultats des enquêtes récentes
- Le rôle de l'énergie sombre
- Comprendre la géométrie cosmique
- Implications pour notre compréhension de l'univers
- Directions futures en cosmologie
- Conclusion
- Source originale
Des découvertes récentes donnent des infos importantes sur la forme et le comportement de l'univers, basées sur des mesures de sources lumineuses lointaines appelées quasars. Les scientifiques utilisent ces observations pour comparer différentes théories sur le fonctionnement de l'univers. Cette étude se concentre sur un aspect spécifique de l'univers connu sous le nom d'Oscillations acoustiques baryoniques (BAO) qui aident les scientifiques à comprendre l'expansion cosmique.
Qu'est-ce que les oscillations acoustiques baryoniques ?
Les oscillations acoustiques baryoniques sont des ondes sonores qui ont traversé l'univers jeune. Ces ondes ont laissé une empreinte visible dans la distribution des galaxies d'aujourd'hui. En étudiant ces motifs, on peut obtenir des infos sur l'histoire de l'univers et comment il a évolué au fil du temps. L'échelle BAO est une mesure cruciale en astrophysique, fournissant des infos clés sur la distance et la structure cosmique.
Forêt de Lyman-alpha
L'importance de laDans cette étude, on se concentre particulièrement sur la forêt de Lyman-alpha, qui se compose d'une série de lignes d'absorption vues dans la lumière des quasars. Quand la lumière de ces objets lointains traverse l'univers, elle interagit avec des nuages de gaz hydrogène, laissant des traces que les scientifiques peuvent analyser. Cette méthode permet aux chercheurs de mesurer les BAO à de grandes distances lorsque les méthodes traditionnelles ne suffisent pas.
Différents modèles d'univers
Plusieurs modèles décrivent comment l'univers pourrait fonctionner, notamment :
- Modèle Planck CDM : Ce modèle inclut l'Énergie Sombre et montre comment l'univers s'étend.
- Univers de Milne : Un modèle plus simple qui suppose aucune densité d'énergie. Ce modèle est linéaire et n'est pas soutenu par les données récentes.
- Modèle Einstein-de Sitter : Un autre modèle historique qui fait face à des défis dus à de nouvelles preuves.
- Un nouveau modèle d'univers : Ce modèle prend en compte les observations de la forêt de Lyman-alpha, menant à de nouvelles perspectives sur la géométrie cosmique.
Comparaison des modèles
Les chercheurs ont comparé les prédictions de ces modèles avec des mesures réelles. Les données collectées de la forêt de Lyman-alpha fournissent une image très différente par rapport aux modèles précédents, permettant de faire une distinction claire entre eux. Les mesures de Lyman-alpha rejettent fortement les modèles de Milne et d'Einstein-de Sitter. Elles soulèvent aussi des questions sur le modèle standard de cosmologie, suggérant qu'il pourrait ne pas expliquer complètement ce qui est observé.
Résultats des enquêtes récentes
Les dernières données du Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey étendu (eBOSS) ont donné une mine d'infos. Avec plus de 210 000 quasars mesurés, cet ensemble de données permet aux chercheurs de faire des comparaisons solides concernant la forme et l'expansion de l'univers. Les résultats montrent que les mesures BAO de Lyman-alpha sont cohérentes avec un nouveau modèle qui inclut la condition de masse active nulle, un facteur crucial que certains modèles précédents ne prennent pas en compte.
Le rôle de l'énergie sombre
L'énergie sombre est une force mystérieuse censée être responsable de l'accélération de l'expansion de l'univers. Le nouveau modèle suggère que l'énergie sombre devrait évoluer avec d'autres composants cosmiques, plutôt que d'être un facteur constant, comme le croient de nombreux modèles traditionnels. Cette idée pourrait changer notre façon de voir la composition et le comportement futur de l'univers.
Comprendre la géométrie cosmique
L'étude de la géométrie cosmique aide les scientifiques à comprendre comment l'espace est structuré. En utilisant les mesures BAO obtenues de la forêt de Lyman-alpha, les chercheurs peuvent tester différentes théories par rapport aux observations actuelles. Cela aide à clarifier quels modèles sont des descriptions plus précises de la réalité.
Implications pour notre compréhension de l'univers
Les résultats indiquent que l'univers pourrait ne pas correspondre à ce que l'on croyait auparavant. Les solides preuves soutenant le nouveau modèle suggèrent qu'il serait peut-être nécessaire de repenser notre compréhension de l'énergie sombre et de l'expansion cosmique. Les données remettent en question le modèle standard existant tout en renforçant la nouvelle approche prenant en compte la masse active nulle.
Directions futures en cosmologie
À l'avenir, les scientifiques sont impatients de recueillir plus de données sur les phénomènes cosmiques, y compris des mesures en temps réel du décalage vers le rouge. Cela pourrait fournir des aperçus significatifs sur la façon dont l'univers se comporte par rapport aux prédictions du nouveau modèle.
Conclusion
L'utilisation des observations de la forêt de Lyman-alpha a ouvert de nouvelles voies pour comprendre la structure et le comportement de l'univers. Les preuves des mesures récentes nous rapprochent d'un modèle qui reflète avec précision la nature complexe de l'expansion cosmique tout en remettant en question des théories dépassées. La recherche en cours va aider à percer les mystères de l'énergie sombre et de la forme ultime de l'univers.
Au fur et à mesure que nous collectons plus de données et que nous affinons nos modèles, nous pourrions être en mesure de répondre à certaines des questions les plus profondes sur la cosmologie. L'univers, avec ses motifs et comportements complexes, continue de nous surprendre par sa profondeur et son mystère, encourageant une quête persistante de connaissances en astronomie.
Titre: Model Selection with Baryonic Acoustic Oscillations in the Lyman-alpha Forest
Résumé: The recent release of the final, complete survey of Lyman-alpha baryonic acoustic oscillation measurements provides the most significant and accurate data base for studying cosmic geometry at an effective redshift z_eff=2.334, which is inaccessible to other sources. In this Letter, we use these data to select among four distinct cosmologies: Planck LCDM, the R_h=ct universe, the Milne universe and Einstein-de Sitter. Given the breadth and depth of the Lyman-alpha study, this BAO measurement alone provides a strong model comparison, complementary to previous studies that combined Lyman-$\alpha$ data with measurements at lower redshifts. Though both approaches are useful, the latter tends to dilute the disparity between model predictions and the observations. We therefore examine how the models compare to each other strictly based on the BAO scale measured in the Lyman-alpha forest and background quasars. We find that Milne and Einstein-de Sitter are strongly ruled out by these data. There is also strong evidence disfavoring the standard model. The Lyman-alpha measurements are completely consistent with the cosmic geometry predicted by R_h=ct. As such, evidence continues to grow that the zero active mass condition from general relativity ought to be an essential ingredient in LCDM.
Auteurs: Fulvio Melia
Dernière mise à jour: 2023-09-01 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.00662
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.00662
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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