Les images les plus claires et les plus précises à ce jour de l’univers à ses balbutiements – le premier temps cosmique accessible aux humains – ont été produits par une équipe internationale d’astronomes.
Mesurant la lumière, connue sous le nom de fond micro-ondes cosmique (CMB), qui a voyagé pendant plus de 13 milliards d’années pour atteindre un télescope élevé dans les Andes chiliennes, les nouvelles images révèlent l’univers alors qu’il avait environ 380 000 ans – l’équivalent de photos de bébé de quelques heures d’un cosmos désormais d’âge moyen.
La recherche, par la collaboration du télescope de cosmologie de l’ATACAMA (ACT), montre à la fois l’intensité et la polarisation de la première lumière après le Big Bang avec une clarté sans précédent, révélant la formation de nuages anciens et consolidant d’hydrogène et d’hélium qui se sont ensuite développés en première étoiles et galaxies.
L’équipe, qui comprend des chercheurs de l’Université de Cardiff, indique que l’analyse du CMB en haute définition leur a permis de confirmer un modèle simple de l’univers, excluant de nombreuses alternatives concurrentes.
Ils ont présenté leurs résultats au Réunion annuelle de l’American Physical Society le 19 mars 2025 et les a soumis au processus d’examen par les pairs pour publication dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Le professeur Erminia Calabrese, directeur de la recherche à la School of Physics and Astronomy de l’Université de Cardiff et un auteur principal de l’une des études présenté, a déclaré: « Ces nouvelles images nous permettent de reconstruire avec une haute précision les processus qui ont également entrepris les structures cosmiques complexes que nous voyons dans le ciel nocturne et notre propre planète.
«Nous avons pu mesurer plus précisément que jamais que l’univers observable prolonge près de 50 milliards d’années-lumière dans toutes les directions de nous, et contient autant de masse que 1 900« Zetta-Suns », ou près de 2 billions de dollars.
« Sur ces 1 900 zetta-suns, la masse de matière normale – le type que nous pouvons voir et mesurer – ne fait que 100. Les trois quarts de ceci sont l’hydrogène et un quart est l’hélium.
« Les éléments dont les humains sont faits – principalement du carbone, avec de l’oxygène, de l’azote, du fer et même des traces d’or – se sont formés plus tard dans les étoiles et ne sont qu’une pincée sur ce ragoût cosmique.
« 500 autres Zetta-Suns de masse se trouvent dans la matière noire invisible d’une nature non encore inconnue, et les 1 300 autres sont l’énergie de vide dominante ou » l’énergie sombre « de l’espace vide. »
Un objectif majeur du travail était d’étudier des modèles alternatifs pour l’univers qui expliqueraient le désaccord qui a émergé ces dernières années sur la constante de Hubble, le taux à laquelle l’espace se développe aujourd’hui.
Les mesures dérivées du CMB ont constamment montré un taux d’expansion de 67 à 68 kilomètres par seconde par mégaparsec (km / s / MPC), tandis que les mesures dérivées du mouvement des galaxies voisines indiquent une constante de hubble aussi élevée que 73–74 km / s / mpc.
En utilisant leurs données nouvellement publiées, l’équipe ACT a confirmé la valeur inférieure pour la constante Hubble et avec une précision accrue.
« Nous avons scanné de nombreuses classes de modèles qui pourraient donner une valeur plus élevée du taux d’expansion, mais ils n’ont pas été favorisés par les nouvelles données », a ajouté le professeur Calabrese.
Les nouvelles mesures ont également affiné l’estimation de l’âge de l’univers, ce qui la trouvait de 13,8 milliards d’années, avec une incertitude de seulement 0,1%.
La loi a été un objectif de recherche majeur pour l’équipe de l’Université de Cardiff avec son groupe d’instruments d’astronomie impliqué dans la disposition optique d’ACT depuis la première conception d’instruments en 2004.
« Nos filtres uniques ont permis aux détecteurs ACT de fonctionner à la sensibilité nécessaire pour effectuer ces énormes mesures », a déclaré le professeur Carole Tucker, Astronomy Instrumentation Group, Cardiff Hub for Astrophysics Research and Technology.
Les travaux menés par le professeur Calabrese depuis 2011 ont transformé les données en informations sur les propriétés fondamentales du cosmos.
La caractérisation et l’interprétation des données finales présentées lors de la réunion marque la fin de quatre ans de travail avec le chercheur post-doctoral de Cardiff, Hidde Jense.
« La loi a été mon laboratoire cosmique lors de mes études de doctorat. Il a été passionnant de faire partie de l’effort menant à cette compréhension raffinée de notre univers », a déclaré Jense.
ACT a terminé ses observations en 2022, et l’attention se tourne maintenant vers le nouvel observatoire Simons plus compétent au même endroit au Chili – le prochain projet CMB majeur pour l’équipe de Cardiff.
« C’est formidable de voir ACT prendre sa retraite avec cette affichage de résultats », a ajouté le professeur Calabrese.
« Le cercle continue de fermer notre modèle standard de cosmologie, ces derniers résultats pesant fortement sur ce que les univers ne sont plus possibles. »