SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 43 PART 1

J’abandonne un moment la rubrique «  Dernières nouvelles du nucléaire »  pour reprendre mes traductions  de quelques-unes des multiples publications  nouvelles  que   SCIENCE X   m’adresse tous les jours  ….Parmi l ‘énorme flot  reçu  , il n y a pas tous les jours que des perles  ou des découvertes intéressantes ……Et très précisément aujourd hui  voici  l’article   d’ un lot de   scientifiques américains  qui viennent  de remettre en cause des résultats précédents ….

J’avoue à mes lecteurs qu il ne m’est pas désagréable de voir de temps en temps  des physiciens   faire les éléphants entrant dans un magasin de porcelaine !!!

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« OCTOBER 23, 2019

A crisis in cosmology: New data suggests the universe expanding more rapidly than believed”

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Une crise cosmologique: de nouvelles données suggèrent que l'univers se développe plus rapidement qu'on ne le croit

par l'observatoire W. M. Keck

En utilisant le système AO de l'observatoire Keck avec la caméra NIRC2 (deuxième génération (NIRC2) sur le télescope Keck II), Chen et son équipe ont obtenu des mesures locales de trois systèmes de quasars à lentilles bien connus: PG1115 + 080, HE0435-1223 et RXJ1131-. 1231. Crédit: Observatoire W. M. Keck

Un groupe d’astronomes dirigé par l’Université de Californie, Davis, a obtenu de nouvelles données suggérant que l’univers se développait plus rapidement que prévu.

L’étude survient au lendemain d’un débat animé sur la vitesse à laquelle l’univers se développe en flèche  les mesures à ce jour sont en désaccord.

La nouvelle mesure de la constante de Hubble, ou du taux d'expansion de l'univers, utilisée par l'équipe impliquait une méthode différente. Ils ont utilisé le télescope spatial Hubble (HST) de la NASA en combinaison avec le système d'optique adaptative (AO) de l'observatoire W. M. Keck pour observer trois systèmes à lentille gravitationnelle. C'était  la première fois que la technologie AO au sol est utilisée pour obtenir la constante H de Hubble.

"Lorsque j'ai commencé à travailler sur ce problème il y a plus de 20 ans, l'instrumentation disponible limitait la quantité de données utiles pouvant être extraites des observations", explique Chris Fassnacht, co-auteur, professeur de physique à UC Davis. "Dans ce projet, nous utilisons l'OA de Keck Observatory pour la première fois dans  une analyse complète. Depuis de nombreuses années, je sentais  que les observations d'AO pourraient beaucoup contribuer à cet effort."

Les résultats de l'équipe sont publiés dans le dernier numéro en ligne des Notices mensuelles de la Royal Astronomical Society.

Pour écarter tout biais, l’équipe a procédé à une analyse en aveugle; au cours du traitement, ils ont caché la réponse finale jusqu'à ce qu'ils soient convaincus d'avoir traité le plus grand nombre possible de sources d'erreur possibles. Cela les empêchait de faire des « tripatouillages » pour obtenir la valeur "correcte", évitant ainsi le biais de confirmation.

"Lorsque nous pensions avoir résolu tous les problèmes possibles liés à l'analyse en soi , nous avons annulé la réponse en indiquant que nous devions publier la valeur que nous trouvionns, même si elle  paraissait fpolle. C'est toujours un moment tendu et excitant", déclare auteur principal, Geoff Chen, étudiant diplômé du département de physique de l’UC Davis.

Le déblocage a révélé une valeur compatible avec les mesures prises par Hubble Constant à partir d'observations d'objets "locaux" proches de la Terre, tels que des supernovae de type Ia ou des systèmes à lentille gravitationnelle à proximité; L'équipe de Chen a utilisé ces derniers objets dans leur analyse à l'aveugle.

Les résultats de l’équipe ajoutent de plus en plus de preuves qu’il existe un problème avec le modèle cosmologique standard, qui montre que l’univers s’est développé très rapidement au début de son histoire, puis que celui-ci a ralenti du fait de l’attraction gravitationnelle de la matière noire. Et accélère à nouveau en raison de l'énergie sombre…..une force mystérieuse.

Ce modèle de l'histoire de l'expansion de l'univers est assemblé à l'aide de mesures traditionnelles de Hubble Constant, qui sont prises à partir d'observations "distanciées »   de celles du fond diffus cosmologique (CMB) – ces radiations résiduelles du Big Bang lorsque l'univers a débuté il y a 13,8 milliards d'années.

Récemment, de nombreux groupes ont commencé à utiliser diverses  autres techniques et à étudier différentes parties de l'univers pour obtenir la constante de Hubble. Ils ont ainsi constaté que la valeur obtenue à partir d'observations "locales" par rapport à  des observations "distantes" était en désaccord.

 

Images de quasars à lentilles multiples de HE0435-1223 (à gauche), PG1115 + 080 (au centre) et RXJ1131-1231 (à droite). Crédit: G. Chen, C. Fassnacht, UC Davis

"C'est là que réside la crise de la cosmologie", déclare Fassnacht. "Tandis que la constante de Hubble est constante partout dans l'espace à un moment donné, elle n'est pas constante  dans l’écoulement du  temps. Ainsi, lorsque nous comparons les constantes de Hubble issues de diverses techniques, nous comparons l'univers primitif (à l'aide d'observations distantes) vs. . la partie tardive et plus moderne de l'univers (en utilisant des observations locales et proches). "

Cela suggère qu'il existe un problème avec les mesures CMB, ce que l'équipe dit improbable, ou bien que le modèle standard de la cosmologie doit être modifié d'une manière ou d'une autre en utilisant une nouvelle physique pour corriger la divergence.

Méthodologie

En utilisant le système AO de l'observatoire Keck avec la caméra NIRC2 (deuxième génération (NIRC2) sur le télescope Keck II), Chen et son équipe ont obtenu des mesures locales de trois systèmes de quasars à lentilles bien connus: PG1115 + 080, HE0435-1223 et RXJ1131-. 1231.

Les quasars sont des galaxies extrêmement lumineuses et actives, souvent avec des jets massifs alimentés par un trou noir supermassif qui dévore avidement les matériaux qui les entourent.

Bien que les quasars soient souvent très loin, les astronomes sont capables de les détecter grâce à la lentille gravitationnelle, un phénomène qui agit comme une loupe de la nature. Lorsqu'une galaxie suffisamment massive plus proche de la Terre  est sur le trajet  de  la lumière d'un quasar très éloigné, elle peut agir comme une lentille; son champ gravitationnel déforme l'espace lui-même, en pliant la lumière du quasar de fond en plusieurs images et en la faisant paraître extra brillante 

Parfois, la luminosité du quasar scintille, et chaque image correspondant à une longueur de chemin légèrement différente d'un quasar à un télescope, les scintillements apparaissent à des instants légèrement différents pour chaque image. Elles n'arrivent pas toutes sur Terre en même temps.

Avec HE0435-1223, PG1115 + 080 et RXJ1131-1231, l’équipe a soigneusement mesuré ces délais, qui sont inversement proportionnels à la valeur de la constante de Hubble. Cela permet aux astronomes de décoder la lumière de ces quasars lointains et de recueillir des informations sur l'étendue de l'expansion de l'univers au cours de son passage sur la Terre.

"L'un des ingrédients les plus importants dans l'utilisation de la lentille gravitationnelle pour mesurer la constante de Hubble est une imagerie sensible et à haute résolution", a déclaré Chen. "Jusqu'à présent, les meilleures mesures H de ubble Constant à base de lentilles impliquaient toutes des données HST. Lorsque nous avons résolu les problèmes en aveugle, nous avons constaté deux choses. Premièrement, nous avions des valeurs cohérentes avec les mesures précédentes basées sur les données HST, ce qui prouve que les données AO peuvent fournir une alternative puissante aux données HST à l’avenir. Deuxièmement, nous avons constaté que la combinaison des données AO et HST donnait un résultat plus précis. "

Prochaines étapes

Chen et son équipe, ainsi que de nombreux autres groupes de la planète, font plus de recherches et d'observations pour approfondir leurs recherches. Maintenant que l'équipe de Chen a prouvé que le système AO de l'Observatoire de Keck est aussi puissant que le HST, les astronomes peuvent ajouter cette méthodologie à leurs techniques pour mesurer la constante de Hubble.

"Nous pouvons maintenant essayer cette méthode avec des systèmes de quasars plus localisés  pour améliorer la précision de notre mesure de la constante de Hubble. Cela nous mènera peut-être à un modèle cosmologique plus complet de l'univers", déclare Fassnacht.

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More information: Geoff C-F Chen et al. A SHARP view of H0LiCOW: H0 from three time-delay gravitational lens systems with adaptive optics imaging, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093/mnras/stz2547

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Provided by W. M. Keck Observatory

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MES COMMENTAIRES

J admis tout a fait que les cosmologistes trouvent que très loin de nous ou beaucoup plus près cette constante de HUBBLE   doit différente …Et il faudra    alors faire son deuil   d’une valeur constante   tout au long de l’histoire de l  UNIVERS  ……Mais il faudra aussi en assumer complètement les conséquences ; peutetre existe-t-il des régions  de l’univers plus flexibles que d’autres   et  subissant  en quelque sorte  des mouvements d’accordéoniste !

 Attendons encore un peu pour estimer la valeur de la méthode AO et des lentilles gravitationnelles!