Publié le 18 novembre 2023 19:21:00. Une équipe d’astrophysiciens remet en question nos connaissances sur la vitesse du système solaire dans l’univers, suggérant qu’il se déplace à une vitesse bien supérieure à ce que prédisent les modèles actuels.
- Des chercheurs de l’université de Bielefeld estiment que le système solaire se déplace 3,7 fois plus vite que ce que l’on pensait.
- Cette découverte, basée sur l’analyse de la répartition des radiogalaxies, pourrait remettre en cause les fondements de notre compréhension de l’univers.
- De futurs radiotélescopes, comme le Square Kilometre Array (SKA), pourraient confirmer ces résultats et éclaircir les mystères de notre mouvement cosmique.
Tout dans l’univers est en mouvement. La Terre tourne autour du Soleil à environ 30 kilomètres par seconde, et le Soleil, à son tour, orbite autour du centre de la Voie lactée à une vitesse d’environ 220 kilomètres par seconde (environ 792 000 km/h). Même notre galaxie ne reste pas immobile : elle se dirige, avec ses voisines, vers le superamas de Shapley, une région particulièrement vaste de l’espace.
Déterminer précisément la vitesse du système solaire par rapport à l’ensemble de l’univers est donc un défi complexe. Jusqu’à présent, les scientifiques se basaient sur le rayonnement de fond cosmique micro-onde (CMB), un faible rayonnement résiduel issu du Big Bang qui imprègne tout le cosmos. Les infimes irrégularités de ce rayonnement permettaient d’estimer notre vitesse dans l’espace, du moins c’était l’hypothèse.
Mais une équipe de recherche dirigée par l’astrophysicien Lukas Böhme de l’université de Bielefeld remet désormais ces valeurs en question. Leur analyse, publiée dans la revue Physical Review Letters, indique que la vitesse mesurée du système solaire s’écarte significativement des prédictions de la cosmologie standard.
« Notre analyse montre que le système solaire se déplace plus de trois fois plus vite que ne le suggèrent les modèles actuels »,
Lukas Böhme, astrophysicien à l’université de Bielefeld
Si cette découverte est confirmée, elle pourrait ébranler l’un des piliers de notre compréhension de l’évolution et de la structure de l’univers.
Mesures des radiogalaxies : comment les chercheurs déterminent la vitesse du système solaire
Pour déterminer la vitesse réelle du système solaire, l’équipe de Böhme a utilisé une méthode basée sur la répartition des radiogalaxies. Ces galaxies lointaines émettent de puissantes ondes radio capables de traverser les nuages de poussière et de gaz les plus denses.
En théorie, les radiogalaxies devraient être réparties uniformément dans l’espace. Cependant, à mesure que notre système solaire se déplace, un léger excès de ces sources apparaît dans la direction de notre mouvement. L’effet est comparable à la conduite sous la pluie : les gouttes semblent plus denses devant soi. Cette légère inégalité, appelée dipôle, permet aux chercheurs de mesurer notre vitesse cosmique. Plus l’excédent est important, plus nous nous déplaçons vite.
Radiotélescopes : la carte la plus précise de l’univers radio à ce jour
Cet effet est infime et difficile à détecter. Pour le rendre visible, les chercheurs ont combiné les données du réseau européen de radiotélescopes LOFAR avec les mesures de deux autres radiotélescopes. Ils ont ainsi créé une base de données couvrant une vaste portion du ciel et enregistrant les ondes radio sur une large gamme de fréquences, de 120 mégahertz à quatre gigahertz.
Une nouvelle méthode statistique, présentée dans l’étude, s’est également avérée cruciale. Elle permet d’identifier correctement les sources radio individuelles dans les observations, un point qui rendait souvent les analyses précédentes imprécises. Seule la combinaison de cette vaste base de données et de cette méthode d’évaluation améliorée a permis à l’équipe de déterminer le mouvement du système solaire avec une précision inégalée.
Vitesse cosmique : une nouvelle mesure révèle un dipôle étonnamment fort
L’analyse des données radio a révélé un résultat clair : le dipôle mesuré est nettement plus puissant que ce que prédit le modèle cosmologique standard. Ce résultat est statistiquement significatif, atteignant un niveau de 5,4 sigma, généralement considéré comme la preuve d’un effet réel et non aléatoire dans les sciences naturelles.
Les chercheurs excluent largement la possibilité d’erreurs de mesure. L’analyse suggère qu’il est « peu probable que des erreurs systématiques produisent exactement le même effet sur toutes les fréquences radio ».
Des mesures antérieures de la distribution des quasars dans le domaine infrarouge avaient déjà montré des écarts similaires, avec un niveau de confiance de 5,7 sigma. Les nouvelles données radio confirment désormais ces indications avec une méthode de mesure indépendante, rendant cette découverte encore plus difficile à ignorer.
Les raisons pour lesquelles notre système solaire se déplacerait à une vitesse aussi élevée restent inconnues. L’étude évoque deux explications possibles : notre région de l’univers pourrait être influencée par des structures massives inconnues exerçant une attraction gravitationnelle plus forte que prévu, ou la répartition des radiogalaxies pourrait ne pas être aussi uniforme que le suppose le modèle standard. Les cartes du ciel pourraient révéler de nouvelles informations.
Les deux scénarios remettraient en question les fondements de notre vision actuelle de l’univers. « Ce résultat contredit clairement les attentes de la cosmologie standard et nous oblige à repenser les hypothèses précédentes », explique Böhme. Son collègue Dominik Schwarz ajoute qu’il faudrait « remettre en question les idées fondamentales sur la structure à grande échelle de l’univers » si les mesures étaient confirmées.
Les chercheurs placent de grands espoirs dans les futurs radiotélescopes, notamment le Square Kilometre Array (SKA), un vaste réseau d’antennes en cours de construction en Australie et en Afrique du Sud. Grâce à la précision de ses mesures, il sera possible de vérifier si l’effet observé provient réellement de l’univers lui-même ou si les modèles cosmologiques doivent être révisés.
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