lundi 19 octobre 2015

Les Bulles de l'Univers en mouvement

On savait l'Univers peuplé de sortes de très vastes filaments de matière (ordinaire et noire) entourant de grandes régions quasi vides. Ces régions "vides" ressemblent à des bulles pouvant atteindre plus de 150 millions d'années-lumière de large. Alors que l'on pensait que ces bulles de vide étaient statiques suivant simplement l'expansion accélérée cosmique, il n'en est rien! Des astronomes ont découvert que les grosses bulles de vide grossissent et les petites rétrécissent !...



Diego Lambas, chercheur à l'Université de Cordoba en Argentine et son équipe ont découvert de grands mouvements dans ces bulles de vide en explorant les données du grand relevé astronomique SDSS (Sloan Digital Sky Survey) et en comparant les 245 vides cosmiques identifiés avec des simulations numériques antérieures. Ils trouvent que ces grandes bulles de vides évoluent à des vitesses entre 300 et 400 km/s par rapport à leur vitesse standard d'expansion cosmique, soit plus vite, soit moins vite. Et ce sont les petites bulles qui régressent tandis que les grandes s'étendent. 
Les petites bulles de vide se trouvent être pour la plupart d'entre elles enfermées entre des zones de grande densité de matière, ce qui a pour effet gravitationnel de les faire se rapprocher entre elles et à terme disparaître. Les grandes bulles de vides quant à elles se situent plutôt entre des zones de relativement faible densité, et se retrouvent étirées par la gravité de leur environnement. 


Simulations numériques de l'évolution des bulles de vides effectuées en 2012, validées aujourd'hui par les observations analysées par Lambas et al.  (J. Hidding, R. van de Weygaert, Univ. Groningen / http://arxiv.org/abs/1205.1669 (2012))

Les très grandes structures de l'Univers ne se construisent pas seulement par la fusion des galaxies et des amas de galaxies, mais aussi par la fusion des bulles de vide. L'étude détaillée de l'évolution de ces vides, par exemple l'étude de leurs vitesses, doit pouvoir donner quantités d'informations très utiles, notamment du fait que par leur quasi absence de matière ordinaire ou noire, ces bulles de vide doivent connaître une physique très simple en étant dominées par l'énergie noire, qui est la cause de l’accélération de l'expansion cosmique et toujours mal comprise aujourd'hui.

Les bulles de vide évoluant en fonction des effets gravitationnels environnants 
(Diego G. Lambas/Victoria Rubinstein, Observatorio Astronomico Press Office)

A n'en pas douter, les bulles de vide de l'Univers sont des "objets" qui recèlent des secrets sur l'évolution non seulement des galaxies et de leurs amas mais aussi sur l'Univers dans sa globalité, de vrais objets cosmologiques.



Sources :


Vast cosmic voids merge like soap bubbles

Ron Cowen
Nature News (15 October 2015)

The sparkling Universe: the coherent motions of cosmic voids

Diego G. Lambas, et al.
à paraître dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters
http://arxiv.org/abs/1510.00712

2 commentaires :

Thierry Periat a dit…

Bonjour ; ce billet sur la dynamique des gigantesques espaces intersidéraux vides est superbe. Cette thématique me passionne (https://cordes-cosmiques.blogspot.com). Le billet intitulé "un univers fait de vides et de riens" s'inscrit largement dans la perspective de l'idée exposée ici. Titre largement inspiré par un calcul théorique personnel (vacuums and strings) et par une comparaison (plus ou moins hasardeuse) entre les images des vides cosmiques (images fournies par les simulations) et la structure d'une plante dont l'entrelacement des tiges formait une sorte de canevas reproduisant grossièrement ces images. J'avoue que l'idée de la bulle de savon me séduit encore plus. Peut-être les lecteurs de votre blog seront-is aussi intéressés par ce lien (usine digitale - 15 mai 2013) découvert sur la toile pour y découvrir des simulations? http://www.usine-digitale.fr/article/vie-et-mort-d-une-bulle-de-savon.N197033

Dr Eric SIMON a dit…

Attention tout de même à cette analogie, comme je le dis à la toute fin du podcast associé à ce billet, la physique qui dirige l'évolution et l'évolution de bulles de savon est très différente de ce dont on parle ici. Les bulles de savon fusionnent lorsque leur frontière (le film hydrophobe/phile se casse, s'ensuit ensuite une réorganisation du film de savon. Dans le cas des structures de l'Univers, l'évolution des vides est dirigée par l'effet gravitationnel de la frontière de la bulle, l'équivalent du film, ici en l'occurence la matière. En ce sens le titre de la brève de Ron Cowen dans Nature faisant l'analogie avec des bulles de savon est un peu maladroite.