Les astronomes pensent qu’ils ont enfin compris pourquoi le ciel est sombre la nuit

 

Chaque fois qu’on regarde le ciel nocturne, on prend pour acquis qu’il s’agit d’un vide d’un noir profond parsemé d’étoiles scintillantes. C’est ce qu’on appelle le paradoxe d’Olbers, et bien qu’il ait été posé dans les années 1500, il reste encore un peu controversé.

Il pose la question : Si l’Univers est essentiellement infini et sans âge, pourquoi ne voyons-nous pas un champ uniforme d’étoiles – et un ciel aveuglant au lieu d’un ciel sombre ?

Les explications modernes suggèrent que l’Univers est fini, a un âge, et se développe de plus en plus vite, ce qui (selon une découverte par Edwin Hubble en 1929) déplace la lumière des étoiles les plus lointaines vers des couleurs que les yeux humains ne peuvent voir.

Mais il peut y avoir une autre pièce du puzzle, selon une etude dans Le journal astrophysique et les astronomes pourraient enfin être en mesure de résoudre la question séculaire.

Les astronomes ont précédemment estimé que l’Univers observable contient environ 100 milliards de galaxies.

La nouvelle étude a vérifié ce chiffre en estimant la densité des galaxies à proximité des limites les plus éloignées de l’Univers. Et parce que la vitesse de la lumière est finie – et peut prendre des milliards d’années pour atteindre la Terre – ils remontaient aussi le temps aux plus jeunes époques du cosmos.

L’équipe de quatre astronomes, dirigée par Christopher Conselice à l’Observatoire de Leiden aux Pays-Bas, a commencé par recréer des études sur les zones les plus sombres de l’espace.

L’un de ceux-ci comprenait l’étude ultra-profonde réalisée par le télescope spatial Hubble de la NASA, qui révèle des galaxies qui existaient lorsque l’Univers était aussi jeune que 400 à 700 millions d’années. (L’Univers de notre point de vue à 13,8 milliards d’années.)

Ils ont compté les galaxies dans de multiples longueurs d’onde, les ont cartographiées en trois dimensions, et compris combien il y avait à diverses distances et époques du temps.

Ils ont découvert que la densité des galaxies augmentait plus loin dans le temps qu’ils avaient l’air. Cela avait du sens, puisque les galaxies fusionnent et grossissent régulièrement avec le temps, et qu’elles regardaient les époques antérieures. (la Voie Lactée, par exemple, est sur un parcours de collision avec la galaxie d’Andromède à proximité.)

Mais la densité des galaxies n’a augmenté que jusqu’à un certain point – puis est tombée.

« Ces observations n’atteignent pas les galaxies les plus faibles », concluent les auteurs, ajoutant : « nous savons qu’il devrait y avoir beaucoup plus de galaxies faibles au-delà de nos limites d’observation actuelles. »

En extrapolant les taux qu’ils ont observés, et en supposant que quelque chose bloquait leur vue, ils pensent que les estimations précédentes du nombre de galaxies dans l’Univers observable peuvent être décalées d’un facteur de 10, 20 ou plus.

Autrement dit, il y a 2 billions de galaxies dans l’Univers au lieu de 100 milliards.

« Cette question n’est pas seulement un intérêt passager en tant que curiosité, mais elle est également liée à de nombreuses autres questions en cosmologie et en astronomie », écrit l’équipe dans son étude.

Ce qui cachait ces galaxies nous ramène au paradoxe d’Olbers.

Les chercheurs disent que la plupart des solutions au paradoxe tombent dans deux seaux : premièrement, ils expliquent comment les étoiles et les galaxies ont disparu; ou deux, ils expliquent pourquoi beaucoup d’étoiles et de galaxies sont là mais ne peuvent pas être vues de notre emplacement terrestre.

L’idée la plus populaire est que l’expansion universelle a des galaxies décalées vers le rouge, combinées avec les faits que l’Univers a un âge fini et une taille observable.

Mais Conselice et ses collègues sont allés plus loin et ont ajouté une autre réponse à l’énigme.

Ils suggèrent que l’absorption de la lumière par le gaz et la poussière qui dérive dans l’espace – un paradoxe d’Olbers depuis longtemps rejeté, qui à l’origine était censé aggraver le problème du ciel lumineux – joue un rôle de plus en plus obscur.

L’ancien raisonnement était qu’un champ infini d’étoiles réchaufferait infiniment le gaz et la poussière jusqu’à ce qu’il soit aussi brillant qu’une étoile.

Mais les auteurs suggèrent que le nombre éloigné, manquant et fini de galaxies pourrait avoir leur lumière partiellement visible absorbée par le gaz et la poussière, puis réémise dans les longueurs d’onde infrarouges et ultraviolettes qui sont invisibles aux yeux humains.

« Il semblerait donc que la solution à l’interprétation stricte du paradoxe d’Olbers, en tant que problème de détection de lumière optique, soit une combinaison de presque toutes les solutions possibles – effets de redshifting, âge et taille finis de l’Univers et absorption », les chercheurs ont écrit.

Au cours des 10 prochaines années, alors que des télescopes de plus en plus sensibles au sol et dans l’espace se mettent en ligne, l’équipe espère profiter des images les plus profondes de l’espace jamais créées, et dans les longueurs d’onde tester si leur intuition panse.

« Il est ahurissant de constater que plus de 90% des galaxies de l’Univers n’ont pas encore été étudiées », a déclaré M. Conselice. Un communiqué de presse de la NASA.

 

yogaesoteric
juillet 2018

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