La mystérieuse formation de matière noire avant le Big Bang.
Des chercheurs de l’Université du Texas à Austin proposent une nouvelle théorie révolutionnaire qui retrace l’origine de matière noire à un événement survenu juste avant le Big Bang. Cette découverte pourrait révolutionner notre compréhension de l’univers et de ses premiers instants d’existence.
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Une nouvelle théorie pour expliquer ce qui se passait « avant » le Big Bang
Le Big Bang est la théorie scientifique qui décrit l’origine de l’universmarquant le début de son expansion il y a environ 13,8 milliards d’années. Selon cette théorie, l’univers a commencé comme un point extrêmement chaud et dense, qui a ensuite explosé et s’est continuellement étendu. La matière noire, quant à elle, est une forme hypothétique de matière qui n’émet ni n’absorbe de lumière, la rendant invisible et détectable uniquement grâce à ses effets gravitationnels sur la matière visible. Elle constitue environ 27% de la masse-énergie de l’univers et aurait « explosé » selon les observations classiques, en même temps que le reste de la matière lors du Big Bang, jouant un rôle crucial dans les structures cosmiques en influençant la formation et le mouvement des galaxies.
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Le concept d’inflation cosmique
Initié par le physicien Alan Guth en 1981, la théorie de l’inflation cosmique suggère que l’univers s’est développé rapidement, augmentant sa taille de 10 à la puissance 26 fois en seulement 10 à la puissance -36 secondes. Ce phénomène a joué un rôle crucial dans l’élimination des irrégularités de la structure de l’univers, ce qui explique son aspect uniforme et homogène malgré son expansion continue.
Nouvelle théorie sur l’origine de la matière noire
La nouvelle étude soutient que l’inflation a également contribué à la formation de matière noire par le biais d’un processus appelé « gel ». Contrairement aux modèles existants dans lesquels les particules créées lors du gonflage sont rapidement diluées, les chercheurs de l’UT Austin affirment que la matière noire a été produite et préservée au cours de cette phase.
Deux scénarios de formation explorés
Les scientifiques distinguent deux processus potentiels de formation de matière noire à partir du « bain thermique », qui rassemble des particules interagissant à une température donnée lors de la formation de l’univers.
Le « gel »
Le gel suggère que la matière noire était en équilibre thermique avec la matière ordinaire, gelant à mesure que l’univers se refroidissait. C’est la vision « traditionnellement » partagée par les physiciens mais qui a été écartée par les chercheurs de l’étude.
Le modèle « gelé » et ses implications
L’autre scénario, celui du « gel », propose que la matière noire n’a jamais été en équilibre thermique. Elle serait le résultat d’interactions énergétiques rares, comme celles impliquant les rayonnements UV. Lors de l’inflation, le champ quantique responsable de l’inflation aurait perdu de l’énergie à cause de ce rayonnement UV, générant ainsi des particules de matière noire qui se seraient ensuite « figées » dans l’univers en refroidissement.
Une théorie « disruptive » sur le Big Bang
Ce qui distingue le modèle proposé par l’équipe de l’UT Austin, c’est que ces interactions se seraient produites avant le Big Banglors de l’expansion exponentielle de l’univers due à l’inflation. Cette perspective renverse l’idée traditionnelle selon laquelle l’inflation et le blocage se sont produits après le Big Bang.
Une nouvelle vision de l’univers
Cette théorie innovante ouvre une nouvelle fenêtre sur les premiers instants de notre univers et met en évidence le rôle potentiel de la matière noire dans les débuts de l’évolution cosmique. Elle ouvre également des perspectives de recherches futures, notamment sur la production d’autres particules qui auraient pu jouer un rôle crucial lors de l’évolution de l’univers.
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Cet article explore la proposition audacieuse de chercheurs de l’Université du Texas, selon laquelle la matière noire aurait pu être produite juste avant le Big Bang grâce à un processus de gel. Cette idée révolutionnaire remet en question les théories établies sur la chronologie des événements cosmiques et pourrait avoir des implications majeures pour notre compréhension de l’univers.
Source : Journal d’examen physique
