Cette source insaisissable de gravité a façonné l’Univers. Aujourd’hui, elle remet en question la physique elle-même

Les sculpteurs invisibles du cosmos

Vous ne le sentez pas, mais là, tout de suite, des milliers de milliards de particules vous traversent le corps chaque seconde sans laisser la moindre trace. Ce sont les neutrinos. On les appelle les « sculpteurs fantômes » du cosmos. Pourquoi ? Parce que bien qu’ils soient incroyablement légers et insaisissables, ils sont les particules massives les plus abondantes de l’Univers. Et c’est là tout le paradoxe : pris individuellement, ils ne pèsent rien, mais leur gravité collective est si puissante qu’elle lisse la structure à grande échelle de l’Univers entier.

Imaginez une pluie de minuscules cailloux tombant dans un étang calme. Un seul caillou fait à peine une onde, mais des milliards d’entre eux finissent par aplatir la surface de l’eau. C’est exactement ce que font les neutrinos : ils « repassent » les plis de la toile cosmique et empêchent la matière de s’agglutiner trop vite. C’est fascinant, mais honnêtement, on ne comprend pas grand-chose à leur sujet. Leur poids exact reste un mystère tenace, un véritable casse-tête à gros enjeux.

Heureusement, ça bouge. En janvier dernier, l’équipe du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) a frappé un grand coup. En analysant la position de millions de galaxies, ils ont fourni des preuves remarquablement précises d’un ordonnancement spécifique et léger des masses de neutrinos. C’est une affirmation audacieuse : nous les aurions enfin coincés à leur échelle la plus légère possible.

Une précision inédite… et un gros problème

Ce travail du DESI, c’est du sérieux. C’est le cadre théorique le plus précis que nous ayons jamais élaboré pour cartographier nos origines cosmiques. On a l’impression que l’Univers nous a laissé soulever un coin du rideau pour jeter un œil aux coulisses. Pour réussir cet exploit, l’équipe a appliqué un nouveau modèle qui combine deux mesures complexes : le « spectre de puissance » des galaxies (qui mesure à quel point le cosmos est grumeleux) et le « bispectre » (qui cartographie les formes des triangles créés par des triolets aléatoires de galaxies).

Le résultat ? Une réduction de 25 % de l’incertitude sur la masse des neutrinos par rapport à toutes les études précédentes. C’est gigantesque. Cela nous donne une poigne solide sur le grand dessein de l’Univers.

Mais voilà, au moment où l’on pensait crier victoire, l’Univers primordial a décidé de nous contredire. Quand les cosmologistes regardent la plus vieille lumière de l’Univers — le fond diffus cosmologique, une photo du cosmos alors qu’il n’avait que 380 000 ans — les choses ne collent plus. Une autre étude, combinant les résultats du satellite Planck et les données haute résolution du South Pole Telescope, suggère que les neutrinos pourraient être plus lourds que ce que disent les relevés de galaxies.

On se retrouve coincés dans un fossé perplexe entre l’Univers jeune et l’Univers actuel. Soit nos mesures ont raté quelque chose, soit — et c’est là que le cœur des physiciens s’emballe — un morceau fondamental de la physique, encore inconnu, est en train de casser nos meilleurs modèles.

Vers une nouvelle physique ?

Alors, d’où vient ce désaccord ? Les résultats du DESI, aussi puissants soient-ils, reposent sur des hypothèses. Par exemple, l’équipe a utilisé une approximation pour les neutrinos massifs et a supposé que les corrélations croisées entre différents échantillons de galaxies étaient nulles, simplifiant ainsi les interactions complexes entre types de galaxies. Ils ont peut-être aussi raté de subtiles ondulations dans le tissu cosmique.

C’est le dilemme classique de la science : pour avancer, il faut faire des hypothèses, mais elles peuvent parfois se retourner contre vous. Des expériences ultra-précises comme KATRIN en Allemagne tentent de peser ces particules sur Terre, mais l’Univers reste le laboratoire ultime.

La bonne nouvelle, c’est que l’aventure continue. Nous attendons déjà la prochaine année de résultats du DESI et les futures données de l’Observatoire Vera C. Rubin. Ces nouvelles observations vont mettre ces divergences à l’épreuve. Même si notre carte actuelle est un défi déroutant et complexe, on sent que l’Univers est sur le point de lâcher le morceau sur ses particules fondamentales.

Selon la source : popularmechanics.com

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