Qu’est-ce que les cordes cosmiques ?

Les cordes cosmiques sont des objets hypothétiques de la physique des particules qui peuvent atteindre une longueur de plusieurs années-lumière. Elles sont également appelées “cordes topologiques” ou “cordes de GUT” (pour “Grand Unifié de Théorie”). Selon la théorie des cordes, ces objets sont des états quantiques instables, qui se forment lors de la phase de transition de l’univers entre sa phase initiale et sa phase actuelle. Les cordes cosmiques peuvent être considérées comme le résultat de la rupture de symétrie qui a eu lieu pendant cette période de transition.

Les cordes cosmiques ont été proposées pour la première fois dans les années 1970 par des physiciens théoriciens. Bien que ces objets n’aient pas encore été observés directement, ils ont des implications importantes pour la cosmologie et la physique des particules.

Comment les cordes cosmiques sont-elles formées ?

Les cordes cosmiques se forment dans les premiers instants de l’univers, lorsque celui-ci subit une transition de phase appelée “inflation”. Pendant cette période, l’univers est soumis à une expansion exponentielle, qui est supposée avoir été causée par un champ appelé “inflaton”. Cette expansion est si rapide que les fluctuations quantiques du champ sont étirées à des dimensions cosmiques, créant ainsi des structures tubulaires appelées cordes cosmiques.

Les cordes cosmiques peuvent également se former dans des conditions similaires, lors de la rupture de symétrie entre les forces électrofaibles et les forces fortes, qui a eu lieu quelques instants après le Big Bang.

Les implications des cordes cosmiques dans l’univers

Si les cordes cosmiques existent, elles auraient une influence significative sur la structure de l’univers. Elles pourraient être responsables de la formation des grandes structures cosmiques telles que les amas de galaxies et les filaments de matière. Les cordes cosmiques pourraient également être la source d’ondes gravitationnelles, qui sont des perturbations de l’espace-temps causées par des objets massifs en mouvement.

Les cordes cosmiques pourraient également avoir des implications importantes pour la cosmologie de l’inflation. Les théories actuelles de l’inflation prédisent que l’univers devrait être homogène et isotrope à grande échelle, mais les cordes cosmiques pourraient perturber cette homogénéité.

Exemple de recherche en cours sur les cordes cosmiques

Les cordes cosmiques sont encore largement théoriques, mais plusieurs projets de recherche ont été lancés pour détecter leurs effets indirects. L’un de ces projets est le Cosmic Microwave Background (CMB) Lensing and Supernova survey with Hubble (CLASH), qui utilise le télescope spatial Hubble pour cartographier la distribution de la matière dans l’univers. Les chercheurs espèrent détecter des anomalies dans ces cartes qui pourraient être le résultat de la présence de cordes cosmiques.

Un autre projet est le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), qui recherche des ondes gravitationnelles émises par des sources cosmiques telles que les collisions de trous noirs. Bien que les cordes cosmiques soient une source moins probable d’ondes gravitationnelles que les collisions de trous noirs, elles pourraient être détectées par LIGO si elles produisent suffisamment d’énergie.