Si vous regardez autour de l'espace, vous remarquerez beaucoup de choses - les planètes, les étoiles, les lunes, même la galaxie elle-même - ont une chose en commun: elles tournent. Alors, l'univers tourne-t-il aussi?
Ce mystère est celui que les cosmologistes ont étudié attentivement, car il peut nous renseigner sur la nature fondamentale de l'univers.
"C'est une question très abstraite, comme la plupart de la cosmologie, mais ceux d'entre nous qui étudient la cosmologie pensent que c'est un moyen d'étudier la physique fondamentale", a déclaré Tess Jaffe, astrophysicien à l'Université du Maryland et chercheur adjoint au Goddard Space de la NASA. Centre de vol. "Il y a certaines choses que nous ne pouvons pas tester dans un laboratoire sur Terre, nous utilisons donc l'univers et la géométrie de l'univers, ce qui pourrait nous dire quelque chose sur la physique fondamentale."
Les scientifiques, en réfléchissant à la nature fondamentale de l'univers, ont commencé par supposer que l'univers ne tourne pas et qu'il est isotrope, ce qui signifie qu'il a la même apparence dans toutes les directions. Cette hypothèse est cohérente avec les équations d'Einstein, mais n'est pas requise par eux. À partir de cette réflexion, les scientifiques ont construit une norme de modèle cosmologique qui décrit l'univers.
"Cela est vraiment codé dans la façon dont nous effectuons nos calculs, la façon dont nous analysons nos données, dans la façon dont nous faisons beaucoup de choses", Daniela Saadeh, chercheur à l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Nottingham au Royaume-Uni, a déclaré Live Science. "Mais vous devez le tester. Vous ne pouvez pas simplement espérer le meilleur."
Pour voir si ces hypothèses sur l'univers et sa physique fondamentale étaient exactes, les scientifiques ont rassemblé des observations pour tester leurs modèles. En particulier, ils ont utilisé la lumière du fond micro-ondes cosmique, ou CMB pour faire court. Cette lumière est la plus ancienne que nous puissions observer - émise à peine 380 000 ans après le Big Bang - et est un trésor d'informations pour les cosmologistes qui étudient l'univers.
Le CMB semble presque identique dans toutes les directions, mais il y a de minuscules variations de sa température, juste un millième de degré, qui ont été affectées par l'histoire, le contenu et la géométrie de l'univers. En étudiant ces différences, les scientifiques peuvent voir si l'univers a été déformé de quelque manière que ce soit, ce qui suggérerait une rotation ou une expansion augmentée dans une direction plus que dans une autre. Les mesures de la polarisation de la lumière - essentiellement son orientation - peuvent également fournir des informations sur la géométrie de l'univers.
Les scientifiques ont découvert que la lumière CMB ne montre aucune preuve que l'univers tourne. De plus, la probabilité que l'univers soit isotrope est de 120 000 à 1, ce qui signifie qu'il a la même apparence, quelle que soit la direction dans laquelle vous regardez, selon une étude de 2016 dans la revue Physical Review Letters dirigée par Saadeh et Stephen Feeney, astrophysicien à l'Imperial College Londres. Une autre étude a révélé une probabilité de 95% que l'univers soit homogène, ce qui signifie qu'il en est de même partout à grande échelle.
Toutes ces études suggèrent que l'univers est largement uniforme et ne tourne pas. Cette conclusion est peu susceptible de changer. Les mesures futures de la polarisation du CMB pourraient s'améliorer au cours des prochaines décennies, mais il est peu probable que les nouvelles données remettent en question les résultats précédents.
"Nous avons caractérisé le signal qui est là, jusqu'à ce qu'il ne contienne plus d'informations pour nous", a déclaré Jaffe à Live Science. "Je ne pense pas que cela aurait un grand impact sur la question de la rotation, précisément parce que la rotation est le signal que nous nous attendions à voir à très grande échelle et qui a été plus ou moins exclu par les données que nous avons déjà avoir."
Bien que le résultat que l'univers ne tourne pas est certainement un soulagement pour les cosmologistes qui avaient basé leurs modèles sur cette hypothèse, il nous donne également une perspective intéressante sur notre place dans l'univers.
"Nous avons vraiment commencé en tant qu'humains à partir de cette idée que nous étions le centre de l'univers", a déclaré Saadeh. "Je pense que c'est vraiment fascinant de voir à quel point nous sommes minuscules et insignifiants."
