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Une nouvelle étude révèle que la matière sombre a peut-être précédé le Big Bang

Une nouvelle étude révèle que la matière sombre a peut-être précédé le Big Bang


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Il est de notoriété publique que la matière noire représente environ 80% de la masse de l'univers, mais ce que l'on ne sait pas, c'est exactement ce qu'elle est ou comment elle est née. Maintenant, ajoutant à son mystère, une nouvelle étude révèle que la matière insaisissable peut avoir existé avant le Big Bang.

Un nouveau lien entre la physique des particules et l'astronomie

"L'étude a révélé un nouveau lien entre la physique des particules et l'astronomie. Si la matière noire est constituée de nouvelles particules nées avant le Big Bang, elles affectent la distribution des galaxies dans le ciel d'une manière unique. Cette connexion peut être utilisée pour révéler leur identité et de tirer des conclusions sur les temps avant le Big Bang aussi », a déclaré Tommi Tenkanen, stagiaire postdoctoral en physique et astronomie à l'Université Johns Hopkins et auteur de l'étude.

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La matière noire est difficile à appréhender car elle n'est pas directement observable. Sa présence est plutôt connue par ses effets de gravitation sur la façon dont la matière visible se déplace et est distribuée dans l'espace.

Maintenant, les nouvelles découvertes sont en opposition directe avec une croyance de longue date selon laquelle la matière noire doit être une substance résiduelle du Big Bang.

«Si la matière noire était vraiment un vestige du Big Bang, alors dans de nombreux cas, les chercheurs auraient déjà dû voir un signal direct de matière noire dans différentes expériences de physique des particules», a déclaré Tenkanen.

Un cadre mathématique simple

L'étude originale utilise un cadre mathématique simple pour illustrer que la matière noire a pu être produite avant le Big Bang. Plus précisément, il aurait vu le jour à une époque connue sous le nom d'inflation cosmique lorsque l'espace se développait très rapidement. On pense que cette expansion conduit à l'introduction de certains types de particules appelées scalaires comme le boson de Higgs.

"Nous ne savons pas ce qu'est la matière noire, mais si elle a quelque chose à voir avec des particules scalaires, elle est peut-être plus ancienne que le Big Bang. Avec le scénario mathématique proposé, nous n'avons pas à supposer de nouveaux types d'interactions entre le visible et la matière noire au-delà de la gravité, dont nous savons déjà qu'elle existe », expliqua Tenkanen.

Bien que l'idée que la matière noire ait pu être antérieure au big bang ne soit pas nouvelle, aucun calcul n'a été effectué pour étayer l'idée jusqu'à présent. Tenkanen dit que c'est parce que les chercheurs ont négligé le scénario mathématique le plus simple possible pour les origines de la matière noire.

Sa nouvelle méthode offre non seulement un aperçu de ce scénario, mais peut également conduire à une nouvelle façon de tester l'origine de la matière noire en observant les signatures que la matière noire laisse sur la distribution de la matière dans l'univers.

«Bien que ce type de matière noire soit trop insaisissable pour être trouvé dans les expériences sur les particules, il peut révéler sa présence dans les observations astronomiques. Nous en apprendrons bientôt plus sur l'origine de la matière noire lorsque le satellite Euclid sera lancé en 2022. Ce sera très excitant de voir ce qu'il révélera sur la matière noire et si ses découvertes peuvent être utilisées pour jeter un coup d'œil sur l'époque avant le Big Bang. "

L'étude est publiée dans Lettres d'examen physique.


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