George Black

Un Univers sphérique ?

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Un article paru dans Nature Astronomy : https://www.nature.com/articles/s41550-019-0906-9

 

Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology

Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri & Joseph Silk 

Nature Astronomy (2019)

 

Citation

 

Abstract

The recent Planck Legacy 2018 release has confirmed the presence of an enhanced lensing amplitude in cosmic microwave background power spectra compared with that predicted in the standard Λ cold dark matter model, where Λ is the cosmological constant. A closed Universe can provide a physical explanation for this effect, with the Planck cosmic microwave background spectra now preferring a positive curvature at more than the 99% confidence level. Here, we further investigate the evidence for a closed Universe from Planck, showing that positive curvature naturally explains the anomalous lensing amplitude, and demonstrating that it also removes a well-known tension in the Planck dataset concerning the values of cosmological parameters derived at different angular scales. We show that since the Planck power spectra prefer a closed Universe, discordances higher than generally estimated arise for most of the local cosmological observables, including baryon acoustic oscillations. The assumption of a flat Universe could therefore mask a cosmological crisis where disparate observed properties of the Universe appear to be mutually inconsistent. Future measurements are needed to clarify whether the observed discordances are due to undetected systematics, or to new physics or simply are a statistical fluctuation.

 

 

Les auteurs suggèrent que les données de Planck présentent des anomalies qui seraient compatibles avec un modèle d'Univers sphérique, pouvant par ailleurs expliquer les bizarreries sur l'estimation de la constante de Hubble.

Ils restent cependant très prudents, notant que ces conclusions pourraient relever de la fluctuation statistique, ce qui appelle à des nouvelles mesures.

Edited by George Black
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Serait-il possible d'expliquer ce qu'est l"'anomalous lensing amplitude" pour les néophytes?

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Manifestement, ce ne sont pas les seuls à considérer qu'il y a peut-être un loup dans le bois des données issues de Planck. Quant à savoir où est le loup ...

Par exemple, une recherche rapide sort cet article du mois d'Aout (je ne sais pas s'il a été plus loin qu' Arxiv) qui récapitule les problèmes :

https://arxiv.org/pdf/1908.09139.pdf

 

Pour la faire courte, et en attendant une explication plus rigoureuse d'une source plus fiable que moi ( @dg2 si tu nous lis ...), voilà ce que j'ai péniblement compris:

Le "lensing amplitude" est reconstruit à partir des cartes des anomalies de température, par des méthodes statistiques qu'on ne détaillera pas, en considérant la distribution de matière théorique entre le fond de ciel et l'observateur. Cette distribution dépends elle-même du modèle d'univers considéré. 

Planck (et d'autres surveys, à différentes échelles) permettent de calculer les paramètres du modèle d'univers de plusieurs façons différentes. Il est donc possible de comparer les différentes valeurs obtenues selon les différentes cartes. Exemple : on prends la carte des oscillations acoustiques de baryons (BAO) , on en déduit un jeu de paramètres, et on regarde si ce jeu de paramètres prédit correctement la carte des anomalies de températures. Pour un modèle de type lambdaCDM (le modèle de concordance actuel), ça marche (selon l' aricle ci-dessus).

Ce que semble prétendre l'article de Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri & Joseph Silk  (semble, parce que je n'ai accès qu' à l' Abstract), c'est qu'il y a discordance entre la carte des lentilles gravitationelles déduites des données d'observations et celle prédite par le modèle de concordance : d'où l'expression "anomalous lensing amplitude". Alors qu'un modèle avec courbure positive (dit KlambdaCDM) semble mieux prédire cette carte. 

 

Je sais pas si c'est clair, et je ne garantit pas l'exactitude de ce qui précède...

 

Quand j'ai écris "prédire cette carte", je voulais bien sûr dire "prédire les caractéristiques statistiques de cette carte". ça va sans dire, mais encore mieux en le disant.  

 

Edited by PascalD
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Ah la question "Un Univers sphérique ?" je réponds :

Y seraient pas en train de perdre la boule ? O.o

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Il y a 9 heures, Alain 31 a dit :

Ah la question "Un Univers sphérique ?" je réponds :

Y seraient pas en train de perdre la boule ? O.o

 

La réponse est que l'univers est plat, ceci par des calculs simple par la géométrie expliquée par Lawrence Krauss.

 

 

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Il y a 6 heures, roul a dit :

La réponse est que l'univers est plat, ceci par des calculs simple par la géométrie expliquée par Lawrence Krauss.

 

Ah ben c'est cool ! Il faudra le dire aux auteurs de l'article dans Nature, qu'ils puissent rétracter leur article et faire pénitence !

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La possibilité d'un univers sphérique n'est pas impossible peut-être que cela résoudrait le problème entr l'explication d'Einstein et la physique quantique ! Et il faut savoir que le changement dans la science n'est pas impossible (hein Raoul) si tu prend la gravité : 

Newton l'a explique en disant que les objets qui tombe sont attire vers le centre. 

Et notre chère Einstein lui a dit que c'était une déformation de l'espace à cause de la masse (regarde les trois noirs pourquoi il sont noir car les photons ne peuvent pas passer au milieu car il sont beaucoup trop massif du coup il passe sur le côté) et c'est qui qui a raison. Un vrai scientifique est celui qui sait et qui ose remettre en cause ! 

Edited by Galileo242512

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Il y a 8 heures, roul a dit :

La réponse est que l'univers est plat,

Comme tout le reste d'ailleurs ;)

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Bonjour,

Le terme "sphérique" est à double sens et laisse donc la place à une petite confusion dans l'interprétation :

- forme sphérique laissant penser qu'il s'agit de la forme de l'Univers qui serait de plus fini : une sphère donc, une sphère ordinaire ...

- géométrie "sphérique", c'est à dire courbure positive; ce qui ne permet pas de conclure au passage sur la finitude

Je pense que le débat porte sur la géométrie de l'Univers. En tout cas c'est (le peu pour le moment) que j'en comprends

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il y a 27 minutes, Galileo242512 a dit :

La possibilité d'un univers sphérique n'est pas impossible peut-être que cela résoudrait le problème entr l'explication d'Einstein et la physique quantique !

 

Intéressant, pourrais-tu nous en dire un peu plus ?

 

il y a 30 minutes, Galileo242512 a dit :

regarde les trois noirs pourquoi il sont noir car les photons ne peuvent pas passer au milieu car il sont beaucoup trop massif du coup il passe sur le côté

 

En fait il y a deux cas de figure, selon leur provenance et trajectoire : soit ils "passent sur le côté" s'ils viennent de très loin, comme de galaxies d'arrière-plan (en fait, ils ne font que suivre une géodésique ou ligne droite sur un espace-temps déformé... ;)), soit ils sont engloutis en même temps que la matière qui les émet (étoiles,...).

 

il y a 38 minutes, Galileo242512 a dit :

Et il faut savoir que le changement dans la science n'est pas impossible

 

Bien sûr, il est même fondamental ! :) Popper lui-même (oui, on parle encore de lui, je sais que c'est un peu un marronnier sur ce forum, mais ce n'est sans doute pas sans raison... ;)) explique qu'une théorie scientifique considérée comme la plus aboutie à un instant t a toujours pour vocation de se voir précisée par une nouvelle théorie elle-même encore plus aboutie, et ainsi de suite. C'est comme ça que la science avance, toujours en se basant sur des choses précédemment validées, en les complémentant, en apportant un regard rafraîchi. (On remarquera a contrario que les parasciences ou pseudosciences, quant à elles, n'évoluent pas de la même façon : soit elles sont figées, un peu à la manière des religions dans leurs traditions, soit elles évoluent de façon indéterminée et fantaisiste, au gré de lubies. Elles ne peuvent fondamentalement pas progresser de la même façon construite que les sciences, puisqu'elles n'en respectent pas le protocole ! C'est d'ailleurs un des multiples signes distinctifs entre science et parascience... enfin bref ;))

 

il y a 51 minutes, Galileo242512 a dit :

Un vrai scientifique est celui qui sait et qui ose remettre en cause !

 

J'ai suivi rapidement, à une époque, des cours passionnants d'histoire des sciences donnés à Marseille par un certain Carlo Rovelli (hé oui ! B|xD) qui expliquaient, a contrario du début de ta phrase (je suis d'accord avec la fin par contre !) que le fondement de l'esprit scientifique qui mène à la découverte consiste à reconnaître son ignorance ! Tant qu'on n'en est pas à ce stade, le risque est grand de baigner dans le dogme... Les parasciences, pour en revenir à elles, le font : elles affirment des choses toutes prêtes, sans remise en question. Alors "savoir", oui et non ! Oui, parce que tu sais qu'une théorie est scientifique parce qu'elle est réfutable et prédictive, qu'elle repose sur un raisonnement logique est mise à l'épreuve de l'expérience, bref que c'est une vraie théorie scientifique. Mais après, ne pas perdre de vue que ce "savoir" n'est pas figé, indétrônable, immuable, comme j'écrivais plus haut : c'est un savoir qui est à ce moment, pour une durée de temps indéterminée, le plus abouti. Le vrai scientifique est donc celui qui sait tout en restant humble et souple, et qui ose en effet remettre en cause, d'une façon bien précise, raisonnée ;)

 

il y a 5 minutes, jmco a dit :

Le terme "sphérique" est à double sens et laisse donc la place à une petite confusion dans l'interprétation :

- forme sphérique laissant penser qu'il s'agit de la forme de l'Univers qui serait de plus fini : une sphère donc, une sphère ordinaire ...

- géométrie "sphérique", c'est à dire courbure positive; ce qui ne permet pas de conclure au passage sur la finitude

Je pense que le débat porte sur la géométrie de l'Univers

 

Oui c'est aussi comme ça que je l'ai compris... :) Un univers sphérique en 3 dimensions avec un centre et un bord, pour le coup ça serait choquant, ça remettrait en cause des décennies et des décennies de cosmologie ! O.o Y a pas moyen je crois ! xD

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Bon, alors, quand même, si cet article pose une question décisive, on attend dans ce fil une pointure qui nous en explique les enjeux et les résultats (ou qui nous dise : les amis, pas moyen de faire un post synthétique où vous puissiez comprendre quelque chose, trop difficile pour des non spécialistes... c'est possible aussi ça...)

 

APPEL À POINTURE, APPEL À POINTURE, OYEZ OYEZ BRAVES GENS, APPEL À POINTURE.........

 

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Une hypothèse et du travail pour les cosmos : 

 

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/univers-plat-ou-spherique-les-cosmologistes-en-plein-debat_138876

 

EXTRAIT :

 

A la base de l’hypothèse détaillée dans l’article de Nature Astronomy, le fait que la lumière du fond diffus cosmologique semble déviée par une quantité de masse plus importante que celle supposée par le modèle en vigueur. Comme le soulignent les auteurs de l’article, "un Univers fermé pourrait expliquer une explication physique de cet effet." Une conclusion qu’est venu rapidement tempérer un autre article. Les astrophysiciens George Efstathiou et Steven Gratton de l’Université de Cambridge y expliquent que l’anomalie de gravité pourrait simplement être due à un biais statistique, insistant sur le fait qu’il faut réanalyser les données avant d’abandonner le modèle d’Univers plat qui explique de nombreuses autres observations. Une chose est sûre : les cosmologistes sont en plein débat !

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Oui mais bon... 

 

Et d'une comme le fait remarquer @George Black, l'article d'origine est très prudent, évoque déjà qu'il est possible que l' anomalie soit due à un biais statistique, et conclut qu'il faut plus de mesures (rhétorique classique pour maintenir une activité de recherche :D

 

Et de deux, les auteurs montrent bien que si l' hypothèse d'un univers fermé règle une partie des incohérences (en premier lieu le potentiel de lentilles gravitationnelles faibles) il en aggrave d'autres. Donc quoi qu'il arrive, cette hypothèse seule ne règle pas le problème de discordance entre les mesures et les prédictions du modèle (K*)LCDM.

 

Et de trois, les auteurs précisent bien que la détermination du paramètre de courbure est difficile à partir des seules données observationnelles à grande échelle, à cause de la forme des équations qui (en gros) permettent plusieurs valeurs possibles pour ce paramètre à partir du même jeu de données observationnelles. Si j'ai bien compris l'article seules les échelles où le weak lensing domine permettent de lever l' incertitude sur ce paramètre, or c'est aussi à ces échelles que le bruit est le plus présent dans le jeu de données ... Raison pour laquelle il faut plus de mesures.

 

Mais, et de quatre, les anomalies en question sont déjà présentes dans les jeu de données précédents, et en utilisant plusieurs critères d'analyse différents, ce qui sans l'exclure rends un poil moins plausible l' hypothèse d'un biais statistique.

 

*: K comme courbure.

Edited by PascalD
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il y a 7 minutes, PascalD a dit :

évoque déjà qu'il est possible que l' anomalie soit due à un biais statistique, et conclut qu'il faut plus de mesures (rhétorique classique pour maintenir une activité de recherche :D

 

 

J'ai pas encore lu, mais je subodore que le satellite Euclid va sacrément affiner les mesures, non ? Sinan, ce problème en appelle un autre : la discordance des mesures "locales" et "cosmologiques"  de H0, je sais pas si c'est lié...

 

Du coup, on peut se demander si il faudrait pas satelliser un "super Planck", non ? En terme de résolution, ça changerait rien, Planck est déjà à la résolution maximale, à z : 1000, on ne peut pas faire mieux que l'image actuelle, mais pour tous les autres paramètres, j'imagine que oui...

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Il y a 3 heures, Motta a dit :

Bon, alors, quand même, si cet article pose une question décisive, on attend dans ce fil une pointure qui nous en explique les enjeux et les résultats

 

1. Je voudrais prendre le temps de bien lire l'article en détail.

2. Il est évident qu'un spécialiste en cosmologie, ce que je ne suis pas, serait le bienvenu ! ;) 

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Ces histoires d'univers sphérique me mettent à plat et finalement ça finit par tourner en rond dans ma pauvre tête !... 

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Il y a 4 heures, PascalD a dit :

les auteurs montrent bien que si l' hypothèse d'un univers fermé règle une partie des incohérences (en premier lieu le potentiel de lentilles gravitationnelles faibles) il en aggrave d'autres.

 

On va finir par en arriver à un Univers à la sauce quantique :D L'Univers est-il plat, ou bien fermé ? Les deux en même temps, allez hop, et tous les problèmes sont résolus ! ;)

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il y a 11 minutes, Galileo242512 a dit :

OK n'a qu'à dire que tout est tout est que rien n'est rien 

 

Voui, tu réponds ainsi à la question de Leibniz, plus ou moins, je sens que @vaufrègesI3 va rappliquer vite...

:P

 

 

 

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