SIMULATION 3D - Voici à quoi ressemblerait la toile invisible qui structure l'Univers, cette fameuse matière noire

Cette modélisation en 3D permet de visualiser les filaments cosmiques qui structurent l'Univers.
Sciences

COSMOS - Cette représentation en 3D permet de visualiser le vaste réseau de filaments cosmiques qui forment l’ossature de l'Univers. Pour l'élaborer, les astrophysiciens se sont inspirés... d'un champignon microscopique. Explications.

Considérée comme l'échafaudage qui permet d'unir les galaxies les unes aux autres, cette substance, dont l’existence reste hypothétique, est l'un des grands mystères de l’Univers. Par le biais d’un algorithme et d’un logiciel reproduisant le pouvoir évolutif d’un champignon microscopique, une équipe d’astrophysiciens a pu en réaliser un modèle en 3D. Il nous permet, pour la première fois, de visualiser l’immense réseau cosmique invisible qui servirait d’ossature à l’Univers.

La matière noire est par définition invisible, en raison du fait qu’elle ne réfléchit pas la lumière. Les astronomes pensent donc que cette substance énigmatique est le "ciment gravitationnel" unissant les galaxies. Mais que vient donc faire un champignon microscopique dans cette affaire ?

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Un algorithme avec les coordonnées de 37.000 galaxies

Par le passé, des modèles basés sur la manière dont se propage le Physarum polycephalum - autrement dit, la moisissure - ont permis de résoudre des labyrinthes, en permettant d’identifier le chemin le plus court, et ont même inspiré le réseau du système ferroviaire de Tokyo. L'astronome Joe Burchett, de l’Université de Californie, a alors eu l'idée de s'inspirer de cette méthode pour élaborer une carte en 3D, sur laquelle on pourrait visualiser les fameux filaments cosmiques constitués de gaz d’hydrogène et donc de matière noire qui relient les galaxies les unes aux autres.

Les scientifiques ont d'abord alimenté un algorithme via un ensemble de données, comprenant les coordonnées célestes de 37.000 galaxies, situées dans ce qu’on appelle l’Univers local. Grâce à un logiciel reproduisant la manière dont les filaments de 

de ce champignon - le mycélium - prolifèrent, l'équipe d'astrophysiciens a pu générer, à l'échelle céleste, cette représentation en trois dimensions de ce à quoi pourrait ressembler la toile cosmique.

Leur carte en 3D correspond aux observations d'Hubble

"Les filaments se déplacent continuellement dans l'espace et finissent par atteindre un état d'équilibre, traçant un réseau de transport optimal d’une galaxie à une autre", écrivent les chercheurs, dont les travaux viennent de paraître dans la revue The Astrophysical Journal Letters. C'est à travers ce réseau que circulerait la matière noire. Evidemment, cette carte en trois dimensions est une simulation, et non une preuve directe de la position où les filaments de gaz et la matière noire qui constituent la Toile cosmique sont localisés dans l'Univers. Néanmoins, des analyses complémentaires menées avec des données du télescope spatial Hubble montrant des emplacements d'hydrogène gazeux suggèrent que le réseau dessiné par l'algorithme est assez précis. "Partout où nous avons vu un filament dans notre modèle, Hubble a pu confirmer un signal de gaz qui lui correspond. Le signal s'est même intensifié vers le milieu des filaments, où le gaz devrait être plus dense", soutiennent les chercheurs.

Coïncidence ou pas, cette nouvelle méthode pourrait aider les astrophysiciens à comprendre comment se structurent les galaxies. En attendant de trouver la preuve irréfutable de l’existence de cette mystérieuse matière noire. 

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