La toile cosmique : de nous croire être le centre de l’univers à savoir que nous vivons dans un trou gigantesque | Vide cosmique

Supposons que nous puissions quitter la maison et aller non pas un peu, mais au-delà des limites de notre système solaire, bien au-delà. Laissons derrière nous bras d’orion, la partie de la structure en spirale de notre galaxie la plus proche de nous. Nous poursuivons notre voyage et quittons maintenant la structure de milliards d’étoiles qui gravitent autour d’un point proche du Sagittaire A*, le monstrueux trou noir qui habite le cœur de la Voie lactée.

Si nous nous éloignons suffisamment pour que toute cette structure devienne un point, où irions-nous à partir de là à la recherche d’autres galaxies ? Trouverions-nous quelque chose d’aussi proche, quelle que soit la direction dans laquelle nous voyageons ? La réponse simple est non.

La détermination de la structure à grande échelle de l’univers est l’une des questions fondamentales de la cosmologie. Nous savons par les cartes du ciel qu’il nous est d’ailleurs de plus en plus difficile de construire à cause de la pollution lumineuse, que la matière de l’univers aux plus grandes échelles est organisée en motifs géométriques complexes sous la forme de toiles d’araignées. Oui, j’ai dit toile d’araignée. Ce n’est pas uniforme ou aléatoire, c’est sous la forme d’un réseau, ce que nous appelons un réseau cosmique.

La matière dans l’Univers aux plus grandes échelles est organisée en motifs géométriques complexes sous la forme d’une toile d’araignée, une toile cosmique.

Notre galaxie, par exemple, est gravitationnellement liée à une plus grande structure connue sous le nom de Groupe local qui à son tour est immergé dans le superamas local, qui n’est rien de plus qu’une accumulation de plus d’une centaine de groupes individuels et d’amas de galaxies. L’univers à grande échelle n’est pas homogène, il a une structure, de grandes parois, des filaments, des nœuds et, surtout, de grands vides. La Voie lactée se situe dans l’une d’elles, la plus grande, connue sous le nom de KBC (du sigle des astronomes qui l’ont découverte Keenan, Barger et Cowie). KBC fait référence au voisinage de la Voie lactée, dont la densité de matière moyenne est considérablement inférieure à la moyenne de l’univers observable, a un diamètre d’environ 2 milliards d’années-lumière et apparaît même dans le Guinness des records. Nous vivons dans ce vide quasi sphérique.

Grâce à grandes cartes du ciel Nous avons observé que la matière du cosmos est concentrée dans des motifs géométriques avec une hiérarchie de différentes structures. D’une part, il y a les bulles, à leur intersection se trouve ce que nous appelons les murs, et à l’intersection des murs se forment les bords appelés filaments, à chaque structure décrite nous descendons d’une dimension. Les filaments sont peut-être les plus évidents à première vue, ils sont allongés et se croisent aux nœuds de la toile cosmique. Les nœuds sont les endroits où la majeure partie de la matière est concentrée.

Mais dans ce réseau, il y a surtout des trous, là où il n’y a presque pas de galaxies, d’énormes bulles vides. Les vides ont des diamètres typiques compris entre 30 et 300 millions d’années-lumière. La majeure partie du volume cosmique s’avère être vide.

C’est aux sites où deux ou plusieurs grands filaments se croisent que la densité de matière devient si élevée que des amas de galaxies massifs, contenant des centaines ou des milliers de galaxies, peuvent se former. Objets gravitationnellement les plus grands et les plus massifs de l’univers, les amas de galaxies représentent les “nœuds” à haute densité de la toile cosmique. Le long des filaments, qui peuvent atteindre des longueurs de plusieurs centaines de millions d’années-lumière, les touffes accumulent de la nouvelle matière, ce qui signifie qu’elles continuent de croître et d’accréter de la matière. La plupart des galaxies de l’univers se trouvent en petits groupes, comme le groupe local, situé dans un filament qui relie le tas de fournaise avec lui Amas de galaxies de la Vierge.

Dans la toile cosmique, il y a surtout d’énormes bulles vides entre 30 et 300 millions d’années-lumière. La majeure partie du volume cosmique est vide

L’étude de la toile cosmique permet, par exemple, de comprendre comment les galaxies obtiennent leur masse. La formation des galaxies n’est pas isotrope, mais a plutôt des directions préférentielles qui sont marquées par l’existence d’une structure dans la toile cosmique. Si deux galaxies vont fusionner, en général elles ne le feront pas de n’importe quelle direction, mais la probabilité est qu’elles le fassent dans la direction des filaments de ce réseau. Le réseau relie donc différentes échelles, la structure de taille d’environ 300 000 années-lumière avec des tailles deux ordres de grandeur plus grandes.

Le poids insupportable de la gravité étant donné un ensemble de conditions initiales est responsable de la construction au fil du temps du motif géométrique complexe sous la forme d’une toile d’araignée dans laquelle la matière de l’univers est distribuée. A partir de quelques conditions initiales simples, que nous connaissons grâce aux cartes du fond diffus cosmologique, il est possible de reproduire, avec le simple concours des lois de la physique, la croissance de ces structures cosmiques.

Les graines étaient déjà plantées dans l’univers primitif, ces fluctuations aléatoires que l’univers présente dans les couches que nous avons mesurées grâce à des satellites comme COBE o PLANCK. Tout est écrit, semble-t-il, dans ces conditions initiales.

Vide cosmique est une section dans laquelle nos connaissances sur l’univers sont présentées de manière qualitative et quantitative. Il vise à expliquer l’importance de comprendre le cosmos non seulement d’un point de vue scientifique mais aussi d’un point de vue philosophique, social et économique. Le nom “vide cosmique” fait référence au fait que l’univers est et est, en grande partie, vide, avec moins d’un atome par mètre cube, alors que dans notre environnement, paradoxalement, il y a des quintillions d’atomes par mètre cubique, qui nous invite à réfléchir sur notre existence et la présence de la vie dans l’univers. La rubrique est composée de Pablo G. Pérez Gonzalezchercheur au Centre d’Astrobiologie et Eva Villaverchercheur au Centre d’Astrobiologie.

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