Les conséquences du Big Bang - le moment où notre univers a explosé il y a environ 13, 8 milliards d'années - étaient un peu anticlimactes.
Après tout ce qui s'est passé, l'univers a longtemps été froid et sombre, plein de radiations et de nuages d'hydrogène gazeux. Les étoiles n'apparaissent que des millions d'années plus tard, à un moment appelé l'Aube cosmique. Maintenant, rapporte Hannah Devlin au Guardian, les chercheurs ont détecté des signaux provenant de ce qu’ils considéraient être ces toutes premières étoiles. Si la découverte est confirmée, cela pourrait donner aux scientifiques un aperçu des origines anciennes de l'univers.
Comme le rapporte Sarah Kaplan du Washington Post, la lumière de ces étoiles est beaucoup trop faible pour que les télescopes puissent la voir. Mais les scientifiques ont proposé que, lorsque les premières étoiles clignotaient, les boules de lumière scintillantes auraient interagi avec le rayonnement restant du Big Bang, laissant une marque indélébile. Et en 1999, les astrophysiciens ont suggéré que ce très faible signal pourrait être détectable. En examinant attentivement ce rayonnement de fond, connu sous le nom de fond cosmique à micro-ondes (CMB), ils ont cru pouvoir trouver un pendage dans le spectre dès les premiers scintillements de lumière.
Trouver ce signal, cependant, n'était pas une tâche simple. Il était prédit que Smack DAB se situerait au milieu des ondes radio FM, ce qui signifie que les émissions terrestres et autres signaux naturels pourraient facilement submerger la faible chute. Selon un communiqué de presse, les chercheurs ont utilisé EDGES (Experiment pour détecter la signature globale du bruit), une petite antenne en forme de table très précise située dans l'ouest de l'Australie.
En substance, l’antenne engloutit les données radio disponibles, que les chercheurs peuvent ensuite examiner avec soin. Comme le rapporte Kaplan, Peter Kurczynski, directeur de programme à la National Science Foundation, compare le processus à l'activation de toutes les stations de radio sauf une, puis à la recherche de la station manquante. "L'équipe doit capter les ondes radio, puis rechercher un signal représentant environ 0, 01% du bruit radio contaminant provenant de notre propre galaxie", a déclaré à Devlin Andrew Pontzen, cosmologiste à l'University College London. "C'est un territoire où l'on pose des bottes de foin."
(NR Fuller / National Science Foundation) Après avoir éliminé les signaux forts et rapprochés, l’équipe a en fait trouvé ce qu’elle cherchait: un creux dans la longueur d’onde suggérant que l’Aube cosmique s’est produite environ 180 millions d’années après le Big Bang. Pendant deux ans, ils ont cherché d'autres explications et repositionné l'antenne EDGES pour tester la précision de leurs mesures. Mais ils sont arrivés à la même conclusion: ils voyaient les signaux des premiers scintillements de notre univers. Ils ont publié leur trouvaille cette semaine dans la revue Nature .
L'auteur principal, Judd Bowman, astrophysicien à l'Arizona State University, explique à Kaplan que ces premières étoiles étaient assez différentes de notre soleil et des autres étoiles modernes. Les étoiles étaient bleues et brûlaient rapidement, composées des seuls éléments de l'univers primitif: l'hélium et l'hydrogène. Finalement, les étoiles ont explosé et créé des éléments plus lourds comme l'oxygène et le carbone, les ingrédients nécessaires à la vie. «Ces étoiles ont jeté les bases de tout ce qui en sortait», dit-il. «C'est comme l'engrais sur le terrain, d'une certaine manière. Vous ne pouvez pas faire pousser les cultures sans mettre les bons ingrédients dans le mélange. C'est ce que ces étoiles ont fait. "
Le creux du signal était très différent de celui anticipé par les chercheurs. En fait, il était deux fois plus grand que les modèles suggérés. Cela signifie, explique Devlin, que l’hydrogène d’origine absorbait deux fois plus de radiations que prévu, et que l’univers primitif était probablement encore plus froid qu’on ne l’avait cru, environ -454 Fahrenheit.
Pour obtenir de l'aide dans l'interprétation de la découverte, ils ont consulté l'astrophysicien Rennan Barkana de l'Université de Tel Aviv. Dans une étude connexe, il soutient que la différence peut être expliquée par la matière noire, un type de matière théorique qui aide à expliquer nos observations de l'univers. Barkana soutient que les interactions entre la matière noire et la matière normale peuvent expliquer la signature radio.
L'astronome Lincoln Greenhill de Harvard, dans une analyse pour Nature, prévient que la découverte doit encore être confirmée. Mais cela pourrait avoir d’énormes implications, permettant aux astronomes de cartographier la structure 3D de l’univers et de donner un nouvel aperçu de ces premiers âges sombres. Cela pourrait même aider les chercheurs à percer le mystère de ce qu'est réellement la matière noire.
