Une chambre à vide ultra-froide a exécuté une simulation du premier univers et a fourni des résultats intéressants sur l'apparence de l'environnement peu de temps après le Big Bang.
Plus précisément, les atomes se sont regroupés dans des motifs similaires au fond cosmique des micro-ondes - censés être l'écho de l'éclat intense qui a formé le début de l'univers. Les scientifiques ont cartographié le CMB à une résolution progressivement plus élevée à l'aide de plusieurs télescopes, mais cette expérience est la première du genre à montrer comment la structure a évolué au début du temps tel que nous le comprenons.
La théorie du Big Bang (à ne pas confondre avec l’émission de télévision populaire) vise à décrire l’évolution de l’univers. Alors que de nombreux experts disent qu'il montre comment l'univers est venu «de rien», le modèle cosmologique de concordance qui décrit la théorie ne dit rien sur la provenance de l'univers. Au lieu de cela, il se concentre sur l'application de deux grands modèles de physique (la relativité générale et le modèle standard de la physique des particules). En savoir plus sur le Big Bang ici.
Le CMB est, plus simplement, un rayonnement électromagnétique qui remplit l'Univers. Les scientifiques pensent qu'il montre un écho d'une époque où l'Univers était beaucoup plus petit, plus chaud et plus dense, et rempli à ras bord de plasma d'hydrogène. Le plasma et le rayonnement qui l'entouraient se sont progressivement refroidis à mesure que l'Univers s'agrandissait. (Plus d'informations sur le CMB sont ici.) À un moment donné, la lueur du plasma était si dense que l'Univers était opaque, mais la transparence augmentait à mesure que des atomes stables se formaient. Mais les restes sont toujours visibles dans la gamme des micro-ondes.
La nouvelle recherche a utilisé des atomes de césium ultra-froids dans une chambre à vide à l'Université de Chicago. Lorsque l'équipe a refroidi ces atomes à un milliardième de degré au-dessus du zéro absolu (qui est de -459,67 degrés Fahrenheit, ou -273,15 degrés Celsius), les structures qu'ils ont vues semblaient très similaires au CMB.
En éteignant les 10000 atomes de l'expérience pour contrôler la force des interactions entre les atomes, ils ont pu générer un phénomène qui est, en gros, similaire à la façon dont les ondes sonores se déplacent dans l'air.
«À cette température ultra froide, les atomes sont excités collectivement», a déclaré Cheng Chin, chercheur en physique à l'Université de Chicago qui a participé à la recherche. Ce phénomène a été décrit pour la première fois par le physicien russe Andrei Sakharov, et est connu sous le nom d'oscillations acoustiques Sakharov.
Alors pourquoi l'expérience est-elle importante? Cela nous permet de suivre de plus près ce qui s'est passé après le Big Bang.
Le CMB est simplement un moment figé et n'évolue pas, obligeant les chercheurs à se plonger dans le laboratoire pour comprendre ce qui se passe.
"Dans notre simulation, nous pouvons en fait suivre toute l'évolution des oscillations Sakharov", a déclaré Chen-Lung Hung, qui a dirigé la recherche, a obtenu son doctorat. en 2011 à l'Université de Chicago, et est maintenant au California Institute of Technology.
Hung et Chin prévoient de travailler davantage avec les atomes ultra-froids. Les futures orientations de recherche pourraient inclure des éléments tels que le fonctionnement des trous noirs ou la formation des galaxies.
Vous pouvez lire la recherche publiée en ligne sur ScienceLe site Web de.
Source: Université de Chicago
