Le stade précoce de la formation de l'univers reste en grande partie un mystère pour la science moderne. Mais dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature, les chercheurs ont démontré de manière convaincante quand exactement les toutes premières étoiles ont commencé à se former. Après le Big Bang il y a environ 13,7 milliards d'années, l'univers était sombre, chaud et rempli de particules élémentaires de haute énergie. Après 380 000 ans, l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les photons existent. C'est alors que le premier fond cosmique micro-ondes (CMB) est apparu, grâce auquel les scientifiques ont pu en savoir plus sur l'origine de l'univers.
Les chercheurs ont suggéré qu'en examinant l'intensité du fond cosmique des micro-ondes, il est possible d'établir le moment où les premières étoiles ont commencé à se former. Lorsque les étoiles commencent à se former, elles chauffent l'hydrogène gazeux qui imprègne l'univers. Au fur et à mesure que le gaz se réchauffe, il absorbe le CMB, ce qui réduit son intensité. Il est impossible de détecter de telles déviations à l'aide de télescopes traditionnels, mais ici les signaux radio viennent au secours de la science. Cependant, ces signaux sont si faibles qu'ils sont facilement masqués par n'importe quel bruit, qui peut parfois être des dizaines de milliers de fois plus fort. Comme l'a dit un chercheur, «Rechercher ces signaux, c'est comme essayer d'entendre le bruissement des ailes d'un colibri au milieu d'un ouragan».
Cependant, ces difficultés n'ont pas arrêté les scientifiques. Une équipe de chercheurs de l'Université de l'Arizona et du Massachusetts Institute of Technology a décidé de détecter les premiers signaux de formation d'étoiles et, aussi incroyable que cela puisse paraître, ils l'ont fait. Et ils ont fait tout cela en utilisant une antenne relativement petite (sur la photo juste en dessous). L'antenne a été installée dans l'un des déserts australiens, car c'est dans de tels endroits que les interférences des signaux radio générés par l'homme peuvent être minimisées. Pour la première fois, la chance a souri aux scientifiques en 2016. C'est alors que la première baisse de l'intensité CMB a été enregistrée. D'après les données obtenues, on peut conclure que les premières étoiles se sont formées environ 180 millions d'années après le Big Bang.
«C'est très excitant, car pour la première fois, nous avons pu regarder avec au moins un œil la période la plus importante de la formation de notre Univers. C'est alors que les premières étoiles et galaxies ont commencé à se former. C'est la première fois que la science reçoit des données d'observation directes de cette époque », a déclaré Colin Lonsdale, directeur de l'Observatoire Haystack.
L'équipe de recherche a passé plus d'un an à confirmer ses propres conclusions sur la base des signaux reçus. La position de l'antenne a été modifiée, un étalonnage différent des instruments de mesure a été utilisé. Mais en même temps, le signal a été observé à chaque fois, alors qu'il s'est avéré être deux fois plus intense que prévu à l'origine. Cela prouve que l'hydrogène dans l'univers primitif était beaucoup plus froid qu'on ne le pensait auparavant. Le chercheur Rennan Barkana de l'Université de Tel Aviv affirme que la matière noire peut expliquer l'univers plus froid.
Les données obtenues à l'issue de la recherche doivent encore être confirmées par d'autres experts du domaine. Néanmoins, de nombreux scientifiques qui se sont déjà familiarisés avec les résultats de l'expérience de spécialistes du MIT et de l'Université de l'Arizona estiment que cette découverte leur vaut un, voire deux prix Nobel. Le premier prix peut être décerné à des scientifiques pour avoir déterminé l'âge des premières étoiles, et le second - pour une découverte liée à l'hydrogène plus froid et à la matière noire, qui est tout à fait capable d'élargir le modèle physique standard existant. Vous pouvez lire les résultats de la recherche ici.
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