Des chercheurs de l’université japonaise de Nagoya, dirigés par Hiroano Miyatake, ont sondé les caractéristiques innées de la matière noire présente dans les galaxies il y a 12 milliards d’années. Première à en faire état, Eureka Alert présente une étude affirmant que les règles définitives de la cosmologie sont peut-être différentes lorsqu’elles sont abordées à travers l’histoire ancienne de l’univers.
Aujourd’hui, les scientifiques peuvent voir les galaxies au plus profond de l’espace telles qu’elles apparaissaient il y a des milliards d’années grâce à la vitesse infinie de la lumière, mais l’examen de la matière noire était plus difficile car elle n’émet pas de lumière.
Dans le cas d’un chercheur qui tente d’explorer la matière noire d’une galaxie lointaine, l’espace et le temps environnants sont déformés. Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, ils sont déformés en raison de l’attraction gravitationnelle de la matière noire et de sa galaxie.
La lumière qui voyage depuis la source à travers cette distorsion se courbe et la configuration de la galaxie est modifiée. Plus la matière noire est importante, plus la forme de la galaxie est déformée. Le scientifique est ainsi capable de formuler le volume de matière noire à partir de l’avant-plan de la galaxie.
Les parties profondes de l’univers sont extrêmement subtiles, ce qui rend plus difficile pour les chercheurs de détecter la matière noire dans les galaxies lointaines. Plus les chercheurs explorent loin, plus cette technique manque d’efficacité. Il est donc important de détecter un signal provenant des galaxies de fond.
En raison de cet inconvénient, les scientifiques ont jusqu’à présent étudié la matière noire ne datant pas de plus de 8 à 10 milliards d’années. Cela laisse aux scientifiques le mystère de la matière noire entre l’époque actuelle et il y a 13,7 milliards d’années, depuis la création de l’univers.
Pour résoudre ce mystère, l’équipe de recherche dirigée par Hiroano Miyatake a utilisé une source différente de lumière de fond qui a libéré des micro-ondes provenant du big bang lui-même. Cette enquête a été menée par les chercheurs de l’université de Nagoya en partenariat avec l’université de Tokyo, l’Observatoire astronomique national du Japon et l’université de Princeton.
L’équipe de recherche a utilisé les données du Subaru Hyper Suprime Cam Survey pour observer, à l’aide de la lumière visible, 1,5 million de galaxies lentilles, considérées comme étant apparues il y a 12 milliards d’années.
Les micro-ondes émises par le fond diffus cosmologique (CWB), issu des vestiges du Big Bang, ont été utilisées pour pallier le manque de lumière des galaxies plus lointaines. L’équipe a ainsi pu mesurer comment la matière noire déforme les micro-ondes entourant les galaxies-lentilles.
“La plupart des chercheurs utilisent des galaxies sources pour mesurer la distribution de la matière noire depuis le présent jusqu’à il y a huit millions d’années. Cependant, nous avons pu remonter plus loin dans le passé car nous avons utilisé le CMB, plus lointain, pour mesurer la matière noire depuis les tout premiers instants de l’univers”, a décrit le professeur adjoint Yuichi Harikane de l’Institut de recherche sur les rayons cosmiques de l’université de Tokyo.
Les chercheurs se sont assurés d’avoir acquis des échantillons suffisamment grands pour détecter la distribution de la matière noire dans la galaxie lointaine. En combinant cet échantillon avec les distorsions de lentille dans le CMB, les chercheurs ont pu détecter de la matière noire datant de 12 milliards d’années. Cela correspondrait à environ 1,7 milliard d’années après la création de l’univers.
“Notre découverte est encore incertaine. Mais si elle est vraie, elle suggérerait que l’ensemble du modèle est défectueux à mesure que l’on remonte dans le temps. C’est passionnant car si le résultat se maintient une fois les incertitudes réduites, cela pourrait suggérer une amélioration du modèle qui pourrait donner un aperçu de la nature de la matière noire elle-même”, a expliqué le professeur adjoint Hiroano Miyatake.
