La seule façon de savoir à quoi ressemblait l'Univers au moment du Big Bang nécessite l'analyse des ondes gravitationnelles créées au début de l'Univers. Ne pas détecter les vagues crée des contraintes sur les conditions initiales de l'univers et rétrécit le champ où nous devons réellement regarder pour les trouver.
Tout comme il a produit l'arrière-plan cosmique des micro-ondes, le Big Bang aurait créé un flot d'ondes gravitationnelles - des ondulations dans le tissu de l'espace et du temps. D'après notre compréhension actuelle, les ondes gravitationnelles sont la seule forme connue d'information qui peut nous parvenir sans distorsion depuis les débuts de l'Univers. Ils seraient observés comme un fond «stochastique» ou aléatoire, et emporteraient avec eux des informations sur leurs origines violentes et sur la nature de la gravité qui ne peuvent être obtenues par les outils astronomiques conventionnels. L'existence des vagues a été prédite par Albert Einstein en 1916 dans sa théorie générale de la relativité.
L'analyse des données prises sur une période de deux ans, de 2005 à 2007, montre que le fond stochastique des ondes gravitationnelles n'a pas encore été découvert. Mais la non-découverte de l'arrière-plan, décrite dans un nouvel article dans Nature du 20 août, offre sa propre marque de perspicacité dans la première histoire de l'univers.
"Puisque nous n'avons pas observé le fond stochastique, certains de ces modèles du début de l'univers qui prédisent un fond stochastique relativement grand ont été exclus", a déclaré Vuk Mandic, professeur adjoint à l'Université du Minnesota et chef du groupe qui a effectué le une analyse. "Nous en savons maintenant un peu plus sur les paramètres qui décrivent l'évolution de l'univers lorsqu'il était âgé de moins d'une minute."
Selon Mandic, les nouvelles découvertes contraignent les modèles de cordes cosmiques, des objets qui auraient été laissés depuis le début de l'univers et par la suite étirés sur d'énormes longueurs par l'expansion de l'univers; Selon certains cosmologistes, les cordes peuvent former des boucles qui produisent des ondes gravitationnelles lorsqu'elles oscillent, se désintègrent et finissent par disparaître.
"Puisque nous n'avons pas observé le fond stochastique, certains de ces modèles de l'univers précoce qui prédisent un fond stochastique relativement grand ont été exclus", a déclaré Mandic. "S'il existe des cordes ou des supercordes cosmiques, leurs propriétés doivent être conformes aux mesures que nous avons effectuées - c'est-à-dire que leurs propriétés, telles que la tension des cordes, sont plus contraintes qu'auparavant."
C'est intéressant, dit-il, «parce que de telles chaînes pourraient également être des chaînes dites fondamentales, apparaissant dans les modèles de théorie des cordes. Notre mesure offre donc également un moyen de sonder les modèles de théorie des cordes, ce qui est très rare aujourd'hui. »
L'analyse a utilisé des données recueillies auprès des interféromètres LIGO à Hanford, Wash., Et Livingston, La. Chacun des interféromètres en forme de L utilise un laser divisé en deux faisceaux qui se déplacent d'avant en arrière sur de longs bras d'interféromètre. Les deux faisceaux sont utilisés pour surveiller la différence entre les deux longueurs de bras d'interféromètre.
La prochaine phase du projet, appelée Advanced LIGO, sera mise en ligne en 2014 et sera 10 fois plus sensible que l'instrument actuel. Il permettra aux scientifiques de détecter des événements cataclysmiques tels que des collisions de trous noirs et d'étoiles à neutrons à des distances 10 fois supérieures.
L'article Nature est intitulé «Une limite supérieure de l'amplitude du fond d'ondes gravitationnelles stochastiques d'origine cosmologique».
Source: EurekAlert
