Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur l’univers mais une mauvaise diffusion scientifique ne vous l’a pas dit (et 3)

Galaxy Cluster 1E 0657-56 (DP) Provient de “Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur l’univers mais une mauvaise diffusion scientifique ne vous l’a pas dit (2)”

Partie III, La lumière fatiguée et les constantes inconstantes

souvenons-nous Le récent article publié dans Le confidentiel dont le titre est : “La matière noire n’existe pas et l’univers est deux fois plus vieux qu’on le pensait”.

Nous consacrons le premier volet de cette série à la revue de l’histoire de l’univers racontée par le modèle cosmologique standard, appelé ΛCDM.[1]. Nous présentons également l’une des nombreuses observations cosmologiques qui démontrent que la matière noire, contrairement à l’affirmation audacieuse de l’article, Le confidentiel, oui ça existe. Dans le deuxième volet, nous parlons de l’âge de l’univers (13,8 milliards d’années selon ΛCDM), de la constante (inconstante) de Hubble et de l’énergie sombre, associée à une force mystérieuse, qui représente près de 70 % de l’énergie de l’univers. univers, et dont nous savons très peu de choses.

Après avoir harcelé le lecteur sans méfiance (déguisé sous le titre “Selon une nouvelle étude”, écrit en caractères beaucoup plus petits que le titre), l’article Le confidentiel présente un récent travail théorique, publié par un chercheur de l’Université d’Ottawa, Rajendra Gupta. Comme nous l’avons déjà mentionné dans le numéro 2 de cette série, chaque année un bon nombre de ces articles sont publiés proposant des spéculations plus ou moins audacieuses qui permettent de comprendre la mystérieuse énergie noire.

Qu’est-ce que le modèle Gupta ? Eh bien, pour le dire graphiquement : en déshabillant un saint (en fait, plusieurs saints) pour en vêtir un autre.

Comme nous l’avons vu, l’idée que l’univers s’accélère (et donc la nécessité d’introduire de l’énergie sombre) vient d’une incohérence entre le redshift des étoiles et leur distance absolue. Une façon de résoudre le problème du redshift est de supposer qu’il n’est pas (ou pas entièrement) dû à l’expansion de l’univers mais à un phénomène qui Fritz Zwicky (le cosmologue suisse qui a également proposé l’existence de la matière noire) appelé “Tired Light” (TL). Lumière fatiguée).

En 1929, Zwicky a suggéré que si les photons de lumière perdaient de l’énergie lorsqu’ils traversaient l’univers à travers des collisions avec d’autres particules, l’effet résultant serait également un redshift apparent, puisque les photons provenant d’objets plus éloignés voyageraient plus loin et subiraient donc davantage de collisions. , ce qui leur ferait perdre plus d’énergie et apparaîtrait donc plus rouge que les photons d’objets plus proches. Dans sa formulation originale, Zwicky considérait un univers statique, où le redshift était dû uniquement à TL.

Pour distinguer différentes formes possibles de l’univers grâce à des observations, l’un des outils utilisés est ce que l’on appelle le test de luminosité de surface, suggéré par Tolman (Test de luminosité de surface Tolman) dans les années 1930 pour confronter les modèles cosmologiques aux observations (voir figure 1). Par exemple, dans un univers statique, la lumière que nous recevons d’un objet et sa surface apparente diminuent à mesure qu’on s’éloigne (dans les deux cas, la diminution est proportionnelle au carré de la distance) ; Par conséquent, la quantité de lumière divisée par la surface apparente doit être plus ou moins constante. Si, en revanche, l’univers est en expansion, il y a deux effets qui changent le résultat : premièrement, la vitesse d’arrivée des photons diminue par rapport à celle de l’univers statique, car un photon émis plus tard doit voyager plus loin ; Deuxièmement, l’énergie des photons diminue en raison du redshift. De plus, la surface apparente d’un objet est plus grande que la surface « réelle », puisque l’objet s’est éloigné à partir du moment où il a émis la lumière avec laquelle on le voit. Il en résulte que le rapport luminosité/surface diminue en fonction de la distance, de manière quantitativement prévisible. Finalement, dans un univers statique à la lumière fatiguée, un des facteurs change (la lumière arrive avec moins d’énergie) mais pas l’autre (les objets ne s’éloignent pas). Chacun des trois cas donne lieu à une dépendance différente du résultat du test de luminosité à la distance, et les observations se sont révélées compatibles avec un univers en expansion et non statique (avec ou sans lumière fatiguée).

La contribution des travaux de Gupta est de suggérer qu’un modèle hybride mathématiquement cohérent peut être construit combinant TL avec un univers en expansion, et que ce modèle pourrait expliquer les observations récentes de galaxies situées à un très grand redshift. En fait, nous avons un problème avec ces galaxies, car les mesures directes de leur âge sont en tension avec la dynamique de formation des galaxies dans ΛCDM, ce qui ne devrait pas permettre leur existence si tôt (en effet, il y a de nombreux problèmes ouverts !). Ce modèle hybride considère que l’univers s’étend mais plus lentement ; une partie du redshift est TL et non l’expansion, ce qui modifie l’estimation de l’âge de l’univers et pourrait résoudre le dilemme de l’âge des galaxies.

Ce n’est pas une mauvaise astuce, mais c’est quand même une spéculation quelque peu insatisfaisante, dans le sens où elle réalise une postdiction (c’est-à-dire qu’elle explique un phénomène déjà connu, elle ne le prédit pas). Lorsque nous utilisons ce type de constructions compliquées pour « forcer » l’explication d’une observation, nous, professionnels, évoquons souvent les épicycles de Ptolémée.

La deuxième hypothèse qu’adopte Gupta, non moins ancienne (elle est due à Paul Dirac, qui l’a proposé en 1937), envisage la possibilité que les constantes physiques fondamentales (telles que la vitesse de la lumière elle-même, la charge et la masse de l’électron, la constante de Planck, etc.) varient avec le temps. C’est-à-dire : fondamentalement, ils ne seraient pas constants, mais plutôt leur valeur changerait – par exemple décroissante – avec l’âge de l’univers. En appliquant cette idée à la constante de Newtonqui détermine l’intensité de l’interaction gravitationnelle, l’énergie sombre pourrait en principe être éliminée.

Quelle est l’importance du travail du chercheur d’Ottawa? Comme c’est l’habitude en science, il faudra attendre un peu, voire longtemps, pour voir si votre modèle est capable d’expliquer les nombreuses données existantes. Quoi qu’il en soit, d’un point de vue conceptuel, Gupta a recours au déshabillage de plusieurs saints (utilisation de TL, constantes non universelles) pour en vêtir un autre (se débarrasser de l’énergie noire).

En fait, l’Université d’Ottawa elle-même, à laquelle appartient le chercheur, présente ses travaux dans cette courte notecorrect et clair.

Et l’article Le confidentiel? Eh bien, une publication dans un journal national confond gymnastique et magnésie. Il suffit de lire la deuxième partie du titre :

SELON UNE NOUVELLE ÉTUDE

La matière noire n’existe pas et l’univers est deux fois plus vieux qu’on le pensait

La matière noire est une substance mystérieuse qui explique l’expansion de l’univers, mais que nous n’avons pas pu détecter jusqu’à présent. Un chercheur prétend avoir démontré que c’est parce que cela n’existe pas.

Si le lecteur aimable a eu la patience de lire jusqu’ici, il détectera que quelque chose ne va pas. “La matière noire est une substance mystérieuse qui explique l’expansion de l’univers.” NON. L’expansion de l’univers s’explique par le fait qu’il y a eu un Big Bang, ce qui est étayé par une multitude de mesures comme nous l’avons vu. L’auteur de l’article fait apparemment référence à l’énergie noire (confondant un musicien avec un mystique), qui n’est d’ailleurs pas nécessaire pour expliquer l’expansion de l’univers mais l’expansion accéléré pourquoi est-ce

La lecture de la suite de l’article confirme que l’auteur de cet article ne comprend rien de ce qu’il écrit. Bien entendu, nous sommes sûrs que l’article n’a pas été rédigé par un LLM (ChatGPT ou un de ses amis), puisque si vous essayez de leur demander vous obtiendrez des explications beaucoup plus correctes. Quelques perles sélectionnées :

L’univers est en constante expansion depuis l’éruption du Big Bang il y a des milliards d’années, plus ou moins selon la personne à qui vous le demandez. Mais pour expliquer cette expansion incessante, les scientifiques ont dû se tourner vers une théorie appelée modèle de matière noire froide lambda (LCDM ou ΛCDM), qui décrit une force qui n’interagit pas avec la lumière et est donc invisible à nos télescopes : l’énergie sombre et matière.

Hormis la construction syntaxique douteuse (« plus ou moins selon à qui on demande »), il semble évident que l’auteur essaie toujours de mettre la matière noire et l’énergie noire dans le même bateau.

Après bien d’autres subtilités, l’article se termine ainsi :

Si le chercheur a raison, sa théorie éliminerait la nécessité de l’existence de matière noire dans l’univers et fournirait la preuve de l’existence d’un nouveau modèle cosmologique. Mais Gupta admet que sa théorie doit encore expliquer d’autres choses, comme la proportion d’éléments créés lors du Big Bang.

« Il existe plusieurs études qui remettent en question l’existence de la matière noire, mais la mienne est la première, à ma connaissance, qui élimine son existence cosmologique tout en étant cohérent avec les observations cosmologiques clés que nous avons eu le temps de confirmer », précise Gupta.

Oh mon Dieu! Le premier test que doit réussir tout modèle cosmologique est précisément d’expliquer la proportion d’éléments légers dans notre univers, ce que la théorie du Big Bang explique brillamment. Pour ce voyage, de telles sacoches n’étaient pas vraiment nécessaires. Concernant la confusion de l’auteur de l’article Le confidentiel (pas du chercheur) entre l’énergie et la matière noire, c’est bien, cosmique.

Peut-être le lecteur avisé se demandera-t-il pourquoi nous avons pris tant de peine à démonter un autre des nombreux articles scientifiques médiocres qui paraissent dans la presse espagnole. Pour plusieurs raisons. La première est qu’en tant que scientifiques en exercice, nous sommes fatigués des appâts et changeons de sujet lorsqu’il s’agit d’actualités scientifiques. Le déluge constant de titres scandaleux qui courent après le clic est un manque de respect épouvantable envers le lecteur. Deuxièmement, nous en avons aussi assez du manque de rigueur intolérable de ces articles. Le minimum que l’on attend d’une publication comme celle-ci est que l’auteur sache à minima de quoi il parle, ce qui n’est souvent (et certainement dans cet exemple) pas le cas.

De nombreuses personnes dans ce pays accordent de l’importance à la science et prennent l’actualité scientifique au sérieux. Ils méritent de ne pas être pris pour des imbéciles et de ne pas être taquinés. Pour eux aussi, nous avons pris la peine d’essayer d’expliquer tout ce que le lecteur curieux a toujours voulu savoir sur l’univers, mais que la mauvaise diffusion scientifique ne leur a pas dit. Nous espérons que ces trois volets auront servi à répondre à certaines de vos questions et surtout à stimuler encore davantage votre curiosité.

[1] L’acronyme ΛCDM (Lambda-CDM) fait référence au modèle cosmologique standard qui décrit l’origine et l’évolution de l’univers basé sur la théorie du Big Bang. Dans ce modèle, Λ (Lambda) représente la constante cosmologique associée au énergie noire, une force mystérieuse attribuée à l’observation surprenante selon laquelle l’expansion de l’univers semble s’accélérer. CDM est l’acronyme de Matière noire froide, (matière noire froide). Le modèle cosmologique standard fournit un cadre pour comprendre la structure à grande échelle de l’univers et offre une explication très élaborée de la formation des galaxies, de la distribution de la matière visible et noire et de la structure à grande échelle de l’univers. Le modèle prend en charge des observations cruciales telles que le rayonnement du fond diffus cosmologique (CMB), la distribution des galaxies et l’expansion de l’univers, entre autres.