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Les astronomes découvrent l’âme magnétique de l’univers

Chaque fois que les astronomes trouvent une nouvelle façon de rechercher des champs magnétiques dans des régions de plus en plus reculées du cosmos, ils les trouvent inexplicablement.

Histoire originale réimprimée avec la permission de Magazine Quanta, une publication indépendante de la rédaction de la Fondation Simons dont la mission est d’améliorer la compréhension du public des sciences en couvrant les développements et les tendances de la recherche en mathématiques et en sciences physiques et de la vie.

Ces champs de force – les mêmes entités qui émanent des aimants du réfrigérateur – entourent la Terre, le soleil et toutes les galaxies. Il y a vingt ans, les astronomes ont commencé à détecter le magnétisme pénétrant des amas de galaxies entières, y compris l’espace entre une galaxie et la suivante. Des lignes de champ invisibles traversent l’espace intergalactique comme les sillons d’une empreinte digitale.

L’année dernière, les astronomes ont finalement réussi à examiner une région de l’espace bien plus clairsemée – l’étendue entre les amas de galaxies. Là, ils ont découvert le plus grand champ magnétique à ce jour: 10 millions d’années-lumière d’espace magnétisé couvrant toute la longueur de ce «filament» du réseau cosmique. Un deuxième filament magnétisé a déjà été repéré ailleurs dans le cosmos grâce aux mêmes techniques. «Nous regardons probablement la pointe de l’iceberg, probablement», a déclaré Federica Govoni de l’Institut national d’astrophysique de Cagliari, en Italie, qui a dirigé la première détection.

La question est: d’où viennent ces énormes champs magnétiques?

« Cela ne peut clairement pas être lié à l’activité de galaxies simples ou d’explosions uniques ou, je ne sais pas, aux vents de supernovae », a déclaré Franco Vazza, un astrophysicien de l’Université de Bologne qui fait des simulations informatiques de pointe. des champs magnétiques cosmiques. « Cela va bien au-delà. »

Une possibilité est que le magnétisme cosmique est primordial, remontant à la naissance de l’univers. Dans ce cas, un magnétisme faible devrait exister partout, même dans les «vides» de la toile cosmique – les régions les plus sombres et les plus vides de l’univers. Le magnétisme omniprésent aurait semé les champs plus forts qui s’épanouissaient dans les galaxies et les amas.

Le web cosmique, montré ici dans une simulation informatique, est la structure à grande échelle de l’univers. Les régions denses sont remplies de galaxies et d’amas de galaxies. De fins filaments relient ces touffes. Les vides sont des régions de l’espace presque vides.Illustration: Springel & others / Virgo Consortium

Le magnétisme primordial pourrait également aider à résoudre une autre énigme cosmologique connue sous le nom de tension de Hubble – probablement le sujet le plus brûlant de la cosmologie.

Le problème au cœur de la tension de Hubble est que l’univers semble se développer considérablement plus rapidement que prévu en fonction de ses ingrédients connus. Dans un article publié en ligne en avril et en cours de révision avec Lettres d’examen physique, les cosmologistes Karsten Jedamzik ​​et Levon Pogosian soutiennent que de faibles champs magnétiques dans le premier univers conduiraient à la vitesse d’expansion cosmique plus rapide observée aujourd’hui.

Le magnétisme primordial soulage la tension de Hubble si simplement que l’article de Jedamzik ​​et Pogosian a rapidement attiré l’attention. « Il s’agit d’un excellent article et d’une excellente idée », a déclaré Marc Kamionkowski, cosmologiste théorique à l’Université Johns Hopkins, qui a proposé d’autres solutions à la tension de Hubble.

Kamionkowski et d’autres disent que davantage de vérifications sont nécessaires pour s’assurer que le magnétisme précoce ne dérange pas les autres calculs cosmologiques. Et même si l’idée fonctionne sur papier, les chercheurs devront trouver des preuves concluantes du magnétisme primordial pour être sûr que c’est l’agent manquant qui a façonné l’univers.

Pourtant, pendant toutes les années de discussions sur la tension de Hubble, il est peut-être étrange que personne n’ait envisagé le magnétisme auparavant. Selon Pogosian, qui est professeur à l’Université Simon Fraser au Canada, la plupart des cosmologistes ne pensent guère au magnétisme. « Tout le monde sait que c’est l’un de ces grands puzzles », a-t-il déclaré. Mais pendant des décennies, il n’y avait aucun moyen de dire si le magnétisme était vraiment omniprésent et donc une composante primordiale du cosmos, donc les cosmologistes ont largement cessé de prêter attention.

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Written by Naruto Uzumaki

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