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Discovery of second ultra-large structure in distant space further challenges our understanding of the universe

La découverte d'une deuxième structure ultra-large dans l'espace lointain remet encore plus en question notre compréhension de l'univers

par l'Université du Lancashire Central

Une impression artistique de ce à quoi ressembleraient le Grand Anneau (représenté en bleu) et l'Arc Géant (représenté en rouge) dans le ciel. Crédit : Stellarium

La découverte d’une deuxième structure ultra-large dans l’univers lointain a encore remis en question certaines hypothèses fondamentales sur la cosmologie.

Le Grand Anneau dans le Ciel se trouve à 9,2 milliards d’années-lumière de la Terre. Il a un diamètre d'environ 1,3 milliard d'années-lumière et une circonférence d'environ 4 milliards d'années-lumière. Si nous pouvions sortir et le voir directement, le diamètre du Grand Anneau aurait besoin d’environ 15 pleines lunes pour le couvrir.

Il s'agit de la deuxième structure ultra-large découverte par le doctorat de l'Université de Central Lancashire (UCLan). étudiante Alexia Lopez qui, il y a deux ans, a également découvert l'Arc Géant dans le Ciel. Remarquablement, le Grand Anneau et l’Arc Géant, qui mesure 3,3 milliards d’années-lumière, se trouvent dans le même voisinage cosmologique : ils sont vus à la même distance, au même moment cosmique, et ne sont distants que de 12 degrés dans le ciel.

Alexia a déclaré : « Aucune de ces deux structures ultra-larges n'est facile à expliquer dans notre compréhension actuelle de l'univers. Et leurs tailles ultra-grandes, leurs formes distinctives et leur proximité cosmologique doivent sûrement nous dire quelque chose d'important, mais quoi exactement ?

"Une possibilité est que le Grand Anneau pourrait être lié aux oscillations acoustiques baryoniques (BAO). Les BAO proviennent d'oscillations dans l'univers primitif et devraient aujourd'hui apparaître, du moins statistiquement, comme des coquilles sphériques dans la disposition des galaxies. Cependant, une analyse détaillée du Big Ring a révélé qu'il n'est pas vraiment compatible avec l'explication de BAO : le Big Ring est trop grand et n'est pas sphérique.

D’autres explications pourraient être nécessaires, des explications qui s’écartent de ce qui est généralement considéré comme la compréhension standard en cosmologie. Une possibilité pourrait être une théorie différente – la cosmologie cyclique conforme (CCC) – proposée par Sir Roger Penrose, lauréat du prix Nobel. Les anneaux dans l’univers pourraient éventuellement être un signal de CCC.

Une autre explication pourrait être l’effet du passage des cordes cosmiques. Les cordes cosmiques sont des « défauts topologiques » filamenteux de grande taille, qui auraient pu être créés au tout début de l’univers. Un autre lauréat du prix Nobel, Jim Peebles, a récemment émis l'hypothèse que les cordes cosmiques pourraient jouer un rôle dans l'origine de certaines autres particularités de la distribution à grande échelle des galaxies.

De plus, le Grand Anneau remet en question le Principe Cosmologique, tout comme l’Arc Géant auparavant. Et si le Grand Anneau et l’Arc Géant forment ensemble une structure encore plus grande, alors le défi lancé au Principe Cosmologique devient encore plus convaincant.

Des structures aussi grandes – et d’autres cosmologistes en ont découvert d’autres – remettent en question notre idée de ce à quoi ressemble une région « moyenne » de l’espace. Ils dépassent la limite de taille de ce qui est considéré comme théoriquement viable et posent des défis potentiels à l'univers cosmologi

Le Grand Anneau est centré près de 0 sur l’axe des x, s’étendant sur environ -650 à +650 sur l’axe des x (équivalent à 1,3 milliard d’années-lumière). Crédit : Université de Central Lancashire

Alexia a déclaré : « Le principe cosmologique suppose que la partie de l'univers que nous pouvons voir est considérée comme un « échantillon juste » de ce à quoi nous nous attendons à ce que le reste de l'univers ressemble. Nous nous attendons à ce que la matière soit répartie uniformément partout dans l'espace lorsque nous visualisez l'univers à grande échelle, il ne devrait donc y avoir aucune irrégularité notable au-dessus d'une certaine taille.

"Les cosmologues calculent que la taille limite théorique actuelle des structures est de 1,2 milliard d'années-lumière, mais ces deux structures sont beaucoup plus grandes : l'Arc Géant est presque trois fois plus grand et la circonférence du Grand Anneau est comparable à la longueur de l'Arc Géant.

"D'après les théories cosmologiques actuelles, nous ne pensions pas que des structures à cette échelle étaient possibles. Nous pourrions nous attendre à ce qu'il y ait peut-être une structure extrêmement grande dans tout notre univers observable. Pourtant, le Grand Anneau et l'Arc Géant sont deux structures énormes et sont même des voisins cosmologiques. ce qui est extraordinairement fascinant.

Le Grand Anneau apparaît comme un anneau presque parfait dans le ciel, mais l'analyse plus approfondie d'Alexia révèle qu'il a plutôt la forme d'une bobine, comme un tire-bouchon, aligné face à la Terre. L'arc géant, qui fait environ 1/15ème du rayon de l'univers observable, se présente comme un énorme croissant de galaxies presque symétrique dans l'univers lointain. Ilest deux fois plus grande que l'impressionnante Grande Muraille de Sloan, composée de galaxies et d'amas, que l'on voit dans l'univers relativement proche.

"Le Grand Anneau et l'Arc Géant sont à la même distance de nous, près de la constellation de Boötes le Berger, ce qui signifie qu'ils existaient à la même époque cosmique, lorsque l'univers n'avait que la moitié de son âge actuel", a commenté Alexia. "Ils se trouvent également dans la même région du ciel, à seulement 12 degrés l'un de l'autre lorsqu'on observe le ciel nocturne.

"L'identification de deux structures ultra-larges extraordinaires dans une configuration aussi rapprochée soulève la possibilité qu'elles forment ensemble un système cosmologique encore plus extraordinaire.

"Les données que nous examinons sont si lointaines qu'il a fallu la moitié de la vie de l'univers pour nous parvenir, donc à une époque où l'univers était environ 1,8 fois plus petit qu'il ne l'est aujourd'hui. Le Grand Anneau et l'Arc Géant, à la fois individuellement et ensemble, nous dévoile un grand mystère cosmologique alors que nous travaillons à comprendre l'univers et son développement. »

Alexia, avec le conseiller Dr Roger Clowes, tous deux de l'Institut Jeremiah Horrocks de l'UCLan, et le collaborateur Gerard Williger de l'Université de Louisville, aux États-Unis, ont découvert la nouvelle structure en examinant les raies d'absorption dans les spectres des quasars du Sloan Digital Sky Survey ( SDSS).

En utilisant la même méthode qui a conduit à la découverte de l’Arc Géant, ils ont observé les systèmes d’absorption intermédiaires de Magnésium-II (ou MgII – cela signifie que l’atome a perdu un électron) rétro-éclairés par des quasars, qui sont des galaxies super lumineuses éloignées. Ces quasars très éloignés et très brillants agissent comme des lampes géantes qui éclairent des galaxies intermédiaires lointaines, mais beaucoup plus faibles, qui autrement resteraient invisibles.

Alexia a présenté ses découvertes sur le Big Ring lors de la 243e réunion de l'American Astronomical Society (AAS), le 10 janvier.

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COMMENTAIRES

C  'est a la fois étonnant et mysterieux  ; je m informerai sur me modèle cosmo de PENROSE 

A SUIVRE 

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Provided by University of Central Lancashire 

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Another example of a fantastic Einstein ring

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