Le télescope James Webb trouve des preuves de la présence de trous noirs dans l'univers précédent...

Il semble que nos modèles de développement du cosmos primitif aient finalement fait leur temps. Le télescope James Webb a maintenant détecté toute une série de structures mystérieuses datant des premiers jours de l'univers, qui ne devraient en fait pas exister du tout sous cette forme. Enfin, du moins sur le papier. Mais comme le cosmos n'est visiblement pas très intéressé par nos modèles et nos théories, Webb a déjà identifié six galaxies mystérieuses qui semblent beaucoup trop grandes et massives pour leur époque d'origine, quelques centaines de millions d'années après le Big Bang. Et maintenant, le télescope spatial le plus puissant de tous les temps a déjà capturé le prochain mystère. Au cœur d'une galaxie qui existait déjà lorsque l'univers n'avait que 770 millions d'années, Webb a détecté un trou noir colossal de plus d'un milliard de masses solaires. Les experts n'ont aucune idée de la façon dont ce monstre de gravité a pu atteindre de telles dimensions alors que l'univers lui-même n'en était qu'à ses balbutiements. Se pourrait-il que nous ayons affaire aux vestiges d'un univers antérieur ? Après tout, il ne faut pas oublier une chose. La théorie du Big Bang est actuellement de plus en plus critiquée. Et plus d'un chercheur considère qu'il est plus probable que le cosmos subisse en fait un cycle éternel de déclins et de renaissances. Les bonnes choses, ou plutôt les grandes choses, prennent du temps. Les astronomes partent du principe que les étoiles et les galaxies de l'univers ont énormément changé au cours des 13,8 milliards d'années écoulées et ne sont devenues plus grandes et plus massives qu'au fil du temps, en absorbant du gaz de leur environnement ou en fusionnant avec d'autres galaxies. Rien d'étonnant à cela, puisque nos modèles cosmologiques actuels suggèrent qu'au tout début du cosmos, il n'y avait tout simplement pas assez de matière normale pour former des associations galactiques de la taille de notre voie lactée actuelle. Les experts s'attendaient donc à ce qu'il y ait au mieux de minuscules bébés galaxies pour cette première ère cosmique. Ils ont donc été d'autant plus étonnés lorsque les images du télescope James Webb ont montré que cette prédiction ne correspondait tout simplement pas à la réalité. Plus précisément, le télescope Webb a repéré six galaxies dont la lumière a mis plus de 13 milliards d'années à atteindre nos yeux terrestres. Par conséquent, ces structures existaient déjà lorsque le cosmos lui-même n'avait que 500 à 700 millions d'années. Mais malgré cela, elles possédaient déjà jusqu'à 10 milliards de masses solaires. Et c'est un problème, pour ne pas dire plus. Après tout, les structures mystérieuses avec leurs dimensions stupéfiantes sont en contradiction flagrante avec la cosmologie actuelle. Et malheureusement, les explications vagues mènent tout droit au prochain dilemme de la recherche. D'une part, il se pourrait que la densité de la matière dans l'univers jaune ait été deux à cinq fois supérieure à ce que nos modèles permettent. Ou d'autre part, que les galaxies se soient développées d'une manière qui nous est totalement inconnue jusqu'à présent. Dans un cas comme dans l'autre, notre compréhension de l'évolution galactique précoce devrait être fondamentalement réévaluée. Et il semble que cela s'applique maintenant aussi à ce que nous pensions savoir sur les trous noirs. Pendant longtemps, les astronomes ont supposé que les monstres de masse bizarres ou au centre des galaxies grandissaient à peu près de la même manière que leur environnement galactique lui-même. C'est-à-dire en accrétant de plus en plus de masse en raison de leur immense gravité. En détail, la matière qui tombe sur un trou noir forme un disque d'accrétion rotatif, chaud et lumineux, qui alimente constamment la structure à l'intérieur. Dans le cas des trous noirs supermassifs, qui ont donc des millions voire des milliards de masses de plus que le Soleil, un noyau galactique actif, appelé quasar, se forme au cours de ce processus. En principe, les quasars font partie des objets astronomiques les plus brillants. Plus précisément, les noyaux actifs de galaxies apparaissent si brillants en raison du rayonnement émis qu'ils éclipsent littéralement toutes les étoiles de leur galaxie. La raison de cette lueur spectaculaire est que l'énergie gravitationnelle de la matière accumulée est convertie en rayonnement. Et comme l'énergie de la matière accrétée quitte le quasar dans une certaine mesure sous forme de rayonnement, alors que ce rayonnement exerce simultanément une contre-pression sur la matière glissante, le système se régule pratiquement de lui-même et ralentit la poursuite de l'incursion de la matière. En d'autres termes, les trous noirs ne peuvent pas croître arbitrairement. Mais comment se fait-il alors que tant d'exemples précoces de ces objets soient si inexplicablement massifs ? Quand la normalité devient un problème ? Eh bien, c'est précisément la question cruciale. Et ces dernières années, les experts ont déjà trouvé plusieurs jeunes quasars dans l'univers primitif avec des trous noirs allant jusqu'à 10 milliards de masses solaires sommeillant en leur centre. Se pourrait-il que la fin de ces bébés cosmiques prématurés ait été satisfaite par un autre mécanisme d'alimentation ? Ces trous noirs auraient-ils pu réussir à accumuler du gaz beaucoup plus efficacement que leurs homoloïdes modernes ? Les scientifiques suggèrent également que la masse des quasars a été surestimée à tort en raison de l'effet de la poussière. Et si les observations passées n'ont malheureusement pas permis de résoudre le mystère, le télescope révolutionnaire James Webb permet désormais d'examiner les secrets cachés des quasars de plus près que jamais. En effet, son instrument mid-infrared, ou MIRI en abrégé, est jusqu'à 4000 fois plus précis que les instruments utilisés lors des périodes de recherche précédentes. C'est ainsi que les experts de l'Institut Max Planck d'astronomie ont profité de leur temps d'observation en janvier 2023 pour examiner de plus près ce qui était alors le quasar le plus lointain connu. Baptisé du nom scientifique J1120-0641, il s'agit ici d'un noyau actif de galaxies qui existait déjà à l'époque du crépuscule cosmique, et donc seulement 770 millions d'années après le Big Bang. Au cours de son enquête, Webb a non seulement capturé une image de la structure, mais aussi un spectre, c'est-à-dire la division de la lumière en différentes longueurs d'onde, à la manière d'un arc-en-ciel. En fin de compte, les scientifiques sont restés perplexes en découvrant que le jeune quasar semblait, malgré une masse de plus d'un milliard de masses solaires, être, je cite, « scandaleusement normal ». Cela s'appliquait d'une part aux trous de poussière, l'énorme anneau de poussière lâche qui entoure généralement le disque d'accrétion, et d'autre part au disque d'accrétion lui-même, qui, comme nous l'avons mentionné, alimente continuellement le trou noir en nouveaux matériaux. Mais comme ni l'anneau de poussière ni le disque intérieur ne différaient sensiblement de ceux des quasars actuels, les experts ont dû se contenter de constater que leur mystère n'avait fait que s'épaissir. En d'autres termes, non seulement les trous noirs supermassifs, mais aussi leurs mécanismes d'alimentation étaient déjà pleinement développés lorsque le cosmos n'avait que 5% de son âge actuel. Adieu Big Bang ? Au vu du fait que les observations réelles dans l'espace diffèrent tellement de nos modèles théoriques, une question passionnante et fondamentale se pose rapidement. Si nous nous sommes déjà trompés sur le développement précoce de l'univers, ne se pourrait-il pas que nous nous trompions également sur sa naissance réelle ? Le Big Bang décrit fondamentalement la création simultanée de la matière, de l'espace et du temps, à partir d'une singularité antérieure il y a environ 13,8 milliards d'années. Mais comment pouvons-nous le savoir aujourd'hui ? Eh bien, si les experts sont en mesure de remonter jusqu'au début, c'est grâce à l'expansion du cosmos, qui a commencé avec le Big Bang et se poursuit encore aujourd'hui. Lorsque les experts examinent cette évolution à l'envers, ils sont en mesure de calculer le retour au point de départ. Il convient toutefois de préciser que les théories correspondantes ne traitent explicitement pas du Big Bang proprement dit, mais de la période qu'il a immédiatement suivie. Par conséquent, la théorie s'accompagne encore de nombreux mystères non résolus, et aussi de quelques problèmes sérieux. Selon la théorie actuelle du Big Bang, le cosmos aurait dû avoir une densité infinie au moment zéro. Le hic, c'est que cela serait en contradiction flagrante avec le principe dit d'incertitude de la mécanique quantique. Mais ce n'est pas tout. La théorie de la relativité a également ses problèmes avec les singularités qui apparaissent, car en fait, le célèbre travail d'Einstein perd sa validité à l'échelle de Planck. Mais il existe aujourd'hui un modèle appelé Big Bounce, qui pervient à contourner ces obstacles fondamentaux en quantifiant l'espace-temps, et donc en évitant les singularités problématiques. Mais qu'est-ce que cela signifie ? Eh bien, fondamentalement, il s'agit ici d'un modèle cyclique de l'univers, dont la question de départ est la suivante. Et si nous considérions la fin de l'univers comme le début d'un nouvel univers dans lequel les échelles sont augmentées de plusieurs puissances ? Car qu'il s'agisse du Big Rip, du Big Chill ou du Big Crunch, même si les différentes théories diffèrent les unes des autres sur certains détails, elles mènent toutes à la fin du cosmos. Mais que se passe-t-il ensuite ? Eh bien, soit rien, soit un nouveau départ. Tout comme certains zéros ont été supprimés lors de l'inflation des années 1920 pour qu'une miche de pain ne coûte que quelques milliards de Reichsmarks, il est également possible de rétrécir le gigantesque cosmos dans l'espace et dans le temps en redéfinissant les échelles de temps et de distance. Comme les longueurs d'onde réduites du rayonnement correspondent alors à des températures beaucoup plus élevées, on assisterait à un nouveau Big Bang. Et ce cycle peut se répéter à l'infini, car il s'agit simplement d'un niveau d'échelle plus élevé. Nikodem Poplavski, de l'université de New Haven, pense également que la naissance du cosmos ne s'est pas produite du tout comme on le suppose généralement, et que quelque chose existait déjà avant. Pourtant, le physicien-théoricien aborde ce sujet complexe sous un angle légèrement différent. Il est en effet convaincu que notre monde est né à l'intérieur d'un trou noir. Selon lui, la matière accrétée finirait par atteindre un point où elle ne pourrait plus être comprimée. Et bien que cette graine primordiale soit incroyablement minuscule, elle pèse tout de même plusieurs milliards de masses solaires. Comme les trous noirs tournent à une vitesse proche de celle de la lumière, d'énormes forces de torsion agissent sur le noyau. Par conséquent, il est non seulement comprimé, mais aussi tordu, comme un jouet serpent qui ne demande qu'à jaillir d'une boîte de conserve. En fin de compte, le germe du trou noir peut proverbialement éclater et déclencher la création d'un nouvel univers. Cependant, nous aurions alors affaire à un portail cosmique qui ne peut être franchi que d'un seul côté. Mais si quelqu'un tombe dans un trou noir de la voie lactée, il est concevable qu'il en ressorte, ou ce qu'il en reste, dans un autre cosmos. Notre propre univers pourrait donc être le résultat d'un autre cosmos antérieur. Alors que le germe de cet univers mer se développait à l'intérieur d'un trou noir, il a éclaté il y a 13,8 milliards d'années, et n'a cessé de s'étendre depuis. Ce qui signifie rien d'autre que nous sommes peut-être encore cachés derrière l'horizon des événements d'un trou noir. Et si tu souhaites élargir l'horizon des événements de ta page d'accueil YouTube avec nos vidéos, n'hésite pas à cliquer sur s'abonner maintenant. Rejoins notre communauté dès maintenant pour ne plus jamais manquer un nouveau poste de notre part. A bientôt !