Astronomie

Les astronomes, en principe, ont-ils plus d'informations sur les phénomènes plus anciens que les plus jeunes ?

Les astronomes, en principe, ont-ils plus d'informations sur les phénomènes plus anciens que les plus jeunes ?


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Plus nous voyons loin, plus nous observons d'anciens états du monde. Et le volume de la partie de l'espace qui est observable, augmente du carré de la distance à elle. Il devrait donc y avoir un million de fois plus de phénomènes (données) observables sur ce qui s'est passé il y a un milliard d'années que sur ce qui s'est passé il y a un million d'années. Compte tenu d'assez bons observatoires.

C'est évidemment contre-intuitif, et le trier pour ce que l'on appelle les effets de redshift n'aide pas à cet égard. Est-ce que/pouvons-nous vraiment (potentiellement) en savoir plus sur les choses/événements plus ils sont âgés ? Cela pose-t-il un problème épistémologique ?


Il y a plus d'étoiles et de galaxies mais pas nécessairement plus d'informations.

Vous pouvez choisir de mesurer le contenu informationnel en termes de photons reçus, auquel cas, pour une étoile/galaxie donnée, cela diminue comme l'inverse du carré de la distance, de sorte que les deux effets s'annulent.

L'astronomie est une lutte constante avec la tension entre ces deux dépendances concurrentes. En regardant plus loin, non seulement nous voyons plus de types d'objets particuliers, mais nous voyons également des exemples d'objets rares - c'est-à-dire les queues des distributions. D'autre part, à mesure que nous élargissons nos horizons, notre compréhension de ce qui se passe devient de plus en plus floue en termes de résolution spatiale, spectrale et temporelle. C'est pour cette raison que des télescopes de plus en plus gros sont construits !

La question que vous soulevez concernant le redshift est intéressante. Le volume en mouvement par rapport au temps d'analyse dans n'importe quelle direction ne sera pas une fonction simple (c'est-à-dire qu'il ne correspond pas au carré du temps d'analyse) et dépend de manière critique des paramètres cosmologiques adoptés.

Il y a bien sûr une limite dans tous les cas. Une fois que nous revenons au bruit de fond des micro-ondes à $z=1100$, la poursuite de la recherche en arrière avec le rayonnement électromagnétique est entravée par la nature optiquement épaisse de l'univers aux premiers temps.


Pourquoi les personnes âgées devraient être autorisées à changer leur âge légal

La discrimination à l'encontre des personnes en raison de leur âge est un phénomène réel.

Disons qu'en moyenne vous êtes en meilleure forme que les autres personnes de votre âge. Vous êtes plus capable qu'eux : plus rapide, plus vif, plus vivant.

Vous vous sentez et vous vous identifiez comme plus jeune que votre âge officiel. Cependant, malgré toute votre énergie de jeunesse, vous êtes également discriminé en raison de votre grand âge. Vous ne pouvez pas trouver d'emploi - ou, si vous le faites, vous pourriez gagner moins que certains de vos jeunes collègues simplement en raison de vos années avancées. La question est, devriez-vous être autorisé à changer votre âge « officiel » afin d'éviter cette discrimination et de mieux correspondre à la façon dont vous vous identifiez et vous sentez ?

La question est devenue réelle l'année dernière lorsque le Néerlandais de 69 ans, Emile Ratelband, a demandé à un tribunal de modifier sa date de naissance pour qu'elle ait 20 ans de moins (cela, selon lui, l'aiderait à trouver des correspondances sur les sites de rencontres). Bien que l'on puisse remettre en question les motivations de Ratelband, certaines personnes sont sérieuses dans leur quête de devenir officiellement plus jeunes. Il y a de bonnes raisons morales pour lesquelles ils devraient être autorisés à changer leur âge légal. Bien qu'en principe je ne sois pas opposé à l'augmentation de l'âge officiel des jeunes, je me concentrerai ici uniquement sur l'abaissement de l'âge officiel.

Le changement d'âge doit être autorisé lorsque les trois conditions suivantes sont remplies. Premièrement, la personne risque d'être victime de discrimination en raison de son âge. Deuxièmement, le corps et l'esprit de la personne sont en meilleure forme que ce à quoi on pourrait s'attendre d'après l'âge chronologique de la personne (c'est-à-dire que la personne est biologiquement plus jeune qu'il ne l'est chronologiquement). Troisièmement, la personne n'a pas l'impression que son âge légal lui convient.

L'idée de changement d'âge légal se heurte souvent aux mêmes quelques objections initiales. Par exemple, certains soutiennent qu'il est impossible de changer d'âge et que la société ne peut pas permettre quelque chose d'impossible. Cette opposition peut être interprétée de deux manières. Selon le premier, l'âge est nécessairement et toujours l'âge chronologique. L'âge n'est, par définition, qu'une mesure de la durée d'existence de quelque chose – et rien d'autre. Comme on ne peut pas voyager dans le temps, on ne peut tout simplement pas changer d'âge.

La deuxième interprétation stipule que le changement d'âge, dans la pratique, modifierait la date de naissance dans les documents d'identification. Parce que l'on est ou n'est pas né un certain jour, changer la date de naissance donnerait de fausses informations, et les fausses informations ne devraient pas être autorisées sur les documents officiels.

La première interprétation n'est pas entièrement convaincante. L'âge ne fait pas toujours référence au temps pendant lequel quelque chose a existé. Par exemple, le whisky ne vieillit pas en bouteille. L'âge d'un whisky fait uniquement référence au temps qui s'écoule entre la distillation et la mise en bouteille. Un whisky de 21 ans a encore 21 ans alors qu'il est en bouteille depuis 10 ans. Ainsi, alors que le whisky existe, chronologiquement, depuis 31 ans, on dit (à juste titre) que le whisky a 21 ans. C'est parce que l'âge chronologique du whisky n'a pas d'importance.

Maintenant, supposons qu'il devienne possible de cryoconserver des êtres humains vivants à des températures ultra-basses pendant des dizaines d'années, et ainsi de réduire leur taux de vieillissement biologique à, disons, 10 % du taux normal. Une personne gelée à 40 ans et réveillée après 100 ans serait biologiquement aussi en forme qu'une personne de 50 ans. La loi ne devrait-elle certainement pas le traiter comme ayant 140 ans, même s'il existe depuis si longtemps ?

Groupe PYMCA/Universal Images via Getty Images

Peut-être direz-vous que ce qui est approprié pour des personnes figées dans un scénario hypothétique ne convient pas pour de vraies personnes dans le monde réel. Néanmoins, la différence entre les expériences de pensée de ce genre et les cas du monde réel n'est qu'une différence de degré, pas une différence de nature. Dans le monde réel, les gens vieillissent aussi à des rythmes différents.

La vitesse à laquelle nos fonctions physiques et mentales s'effondrent et la vitesse à laquelle nos cellules se détériorent dépendent de nombreux facteurs, tels que la génétique, l'épigénétique et les habitudes de vie telles que l'alimentation et l'exercice. Dans le domaine de la médecine gériatrique, l'âge biologique est un terme couramment utilisé. Bien qu'il existe peu de consensus sur la façon de le déterminer, certaines estimations de l'âge biologique prédisent la mortalité avec plus de précision que l'âge chronologique. Les personnes qui existent depuis aussi longtemps peuvent vieillir biologiquement à des rythmes variables. Alors pourquoi leur âge légal doit-il être le même si leur âge biologique est si différent ?

La deuxième interprétation de l'opposition au changement d'âge légal indique que cela nécessiterait de falsifier la date de naissance sur les pièces d'identité. Pour comprendre le problème de cette objection, nous devons reconnaître que ce n'est qu'en de rares occasions que nous nous intéressons à la date de naissance d'une personne. Lorsqu'un adolescent essaie d'acheter de l'alcool, l'employé ne veut connaître sa date de naissance que pour vérifier s'il est en âge (chronologiquement) de boire de l'alcool. La date de naissance n'est qu'un moyen de trouver cette information - ce n'est pas quelque chose qui l'intéresse en soi.

Et si nos documents d'identification n'étaient que des applications pour smartphone qui indiquaient notre âge directement (par exemple, 30 ans) plutôt qu'indirectement via notre date de naissance (par exemple, le 27 août 1989) ? Si l'âge chronologique n'a pas d'importance, comme je l'ai soutenu, alors les gens devraient être autorisés à changer cet «âge» dans leurs pièces d'identité pour correspondre à leur âge biologique plutôt qu'à leur âge chronologique. Ce ne serait pas mentir ou falsifier des enregistrements car il n'y aurait tout simplement pas de date de naissance à falsifier (rappelez-vous, dans ce scénario hypothétique, l'âge des personnes est directement visible, alors que dans le monde réel, il est indirectement visible à travers la date de naissance). Mais si le changement d'âge pouvait être autorisé dans ce scénario hypothétique, pourquoi ne le serait-il pas dans le monde réel ? Le simple fait de présenter notre âge – directement en indiquant notre âge, ou indirectement en indiquant notre date de naissance (et en calculant les années à partir de celle-ci) – est-il vraiment pertinent ? Je ne pense pas.

Vous pourriez craindre que le changement d'âge légal ne conduise à des situations troublantes. Supposons qu'un homme de 70 ans veuille changer son âge à 50 ans. Supposons en outre que l'homme ait eu une fille à 18 ans. Si l'homme de 70 ans devient 50 ans, il serait alors légalement plus jeune. que sa fille de 52 ans. Bien que ce résultat soit contre-intuitif et que nous n'ayons jamais été confronté auparavant, il n'est pas évident qu'il soit impossible à admettre. Ce n'est pas parce que c'est inhabituel que c'est faux.

Le changement d'âge légal devrait être autorisé car il pourrait empêcher le préjudice de la discrimination tout en ne nuisant à personne. Il se peut que, parfois, déterminer l'âge chronologique d'une personne soit facile même si son âge légal a été modifié. Pourtant, cela ne conduit pas à la conclusion que le changement d'âge est toujours une mauvaise idée qui ne devrait jamais être autorisée.

La discrimination à l'encontre des personnes en raison de leur âge est un phénomène réel. Nous devrions également nous concentrer sur les préjugés et les attitudes injustes envers les personnes âgées. Mais je ne suis pas optimiste quant à l'évolution des attitudes culturelles concernant l'âge, donc pour une personne confrontée à la discrimination, le changement d'âge légal pourrait être une solution faisable et pratique.

Cet article a été initialement publié sur Aeon et a été republié sous Creative Commons. Lire l'article original.


Les premières étoiles de l'univers se sont formées plus tôt que prévu

Le prochain télescope spatial James Webb de la NASA pourrait être en mesure de les débusquer.

Les premières étoiles de l'univers formé encore plus tôt que les astronomes ne l'avaient pensé, suggère une nouvelle étude.

Les chercheurs sondant l'univers primitif n'ont trouvé aucun signe d'étoiles de première génération dans des galaxies qui existaient juste 500 millions à 1 milliard d'années après la Big Bang.

"Ces résultats ont des conséquences astrophysiques profondes, car ils montrent que les galaxies doivent s'être formées beaucoup plus tôt que nous ne le pensions", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Rachana Bhatawdekar, chercheur à l'Agence spatiale européenne (ESA). dit dans un communiqué.

Bhatawdekar et ses collègues ont utilisé la NASA/ESA Le télescope spatial Hubble, le télescope spatial Spitzer de la NASA et le très grand télescope de l'Observatoire européen austral au Chili pour chasser les étoiles de la "Population III" dans diverses galaxies lointaines.

Les étoiles de la population III ont été les premiers soleils à se former dans notre univers vieux de 13,8 milliards d'années, et elles sont identifiables par leur composition unique : uniquement de l'hydrogène, de l'hélium et du lithium, les seuls éléments présents immédiatement après le Big Bang. Des éléments plus lourds ont été forgés dans les noyaux de ces étoiles et de leurs successeurs.

(Le surnom quelque peu déroutant résulte du fait que les astronomes avaient déjà classé les étoiles de notre propre Voie lactée en deux groupes avant de considérer leurs super-vieux cousins. Les étoiles de la "Population I", comme le soleil de la Terre, sont riches en éléments lourds, et les étoiles de la "Population II" le sont considérablement moins.)

L'équipe de recherche a profité d'un phénomène appelé lentille gravitationnelle pour mettre en évidence leurs cibles difficiles. Dans chaque cas, ils ont utilisé un amas de galaxies géant au premier plan comme une sorte de loupe, leur permettant d'étudier des galaxies petites, distantes et incroyablement faibles.

Il a fallu 12,8 milliards à 13,3 milliards d'années à la lumière de ces galaxies d'arrière-plan pour atteindre la Terre, ce qui signifie que ces objets sont des capsules temporelles contenant de nombreuses informations sur l'univers primitif, y compris sur les types d'étoiles qui brillaient à l'époque.

"Nous n'avons trouvé aucune preuve de ces étoiles de la population III de première génération dans cet intervalle de temps cosmique", a déclaré Bhatawdekar.

Les étoiles de la population III et les premières galaxies doivent donc être plus anciennes encore et si vieilles qu'elles sont hors de portée de Hubble. Mais les 9,8 milliards de dollars de la NASA Télescope spatial James Webb, dont le lancement est prévu l'année prochaine, pourrait être en mesure de les repérer, ont déclaré les membres de l'équipe d'étude.

Les nouveaux résultats, qui ont été présentés cette semaine lors de la 236e réunion de l'American Astronomical Society et seront publiés dans un prochain numéro de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, jettent également un autre éclairage sur l'univers primitif.

Par exemple, les galaxies faibles et de faible masse comme celles observées dans la nouvelle étude étaient probablement responsables de la "réionisation cosmique", ont déclaré Bhatawdekar et ses collègues. Dans ce processus, qui a commencé peut-être 400 millions d'années après le Big Bang, le rayonnement a divisé les atomes d'hydrogène omniprésents dans l'univers en leurs protons et électrons constitutifs. La réionisation a été une grande transition cosmique, et mieux comprendre comment cela s'est produit pourrait aider les astronomes à mieux comprendre la structure et l'évolution de notre univers, les scientifiques ont dit.

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Il semble que nous continuons à lire sur tout ce qui se forme de plus en plus tôt que ce qui a été proposé précédemment. Galaxies, étoiles, trous noirs, tous apparemment formés beaucoup plus tôt que la physique BB ne l'avait prédit, du moins semble-t-il. Eh bien, comme la plupart des "modèles" l'avaient prédit. On doit supposer (espérer ?) que les gens qui nous ont dit tout ça ont une certaine marge de manœuvre dans leurs théories.

Comme de plus en plus de ces « lève-tôt » sont trouvés, on ne peut que se demander ce qu'est réellement le plus ancien. Il semblerait que nous n'ayons toujours pas la moindre lueur, au sens propre comme au figuré !

Pourrait-il y avoir une faille inhérente au dogme BB dominant ? Restez à l'écoute.

Les modèles ont-ils affirmé que 400 millions d'années étaient trop tôt pour la formation ?

Oui, c'est très probable, mais les observations futures (par exemple JWST) amélioreront les degrés de tortillement indésirables. Une partie du problème est d'essayer de comprendre comment n'avoir que de l'hydrogène et un peu d'hélium formerait une étoile, quelle pourrait être leur taille, etc. Ces étoiles n'existent même pas dans les anciens amas globulaires.

Hélio, j'ai vu un certain nombre de propositions pour les premières galaxies, étoiles, etc. au fil des ans. Pour les galaxies, il semble que beaucoup aient commencé environ 1 milliard d'années après BB, ou avant. Puis ils sont devenus de plus en plus jeunes. Il semble que chaque année environ, ils soient re-modélisés en fonction de nouvelles observations plutôt que de la théorie. Il est clair que les preuves empiriques sont (ou devraient être) déterminantes.

Donc, j'ai observé que la période de temps sur ces objets "originaux" semble diminuer au fil du temps, pas en accord "strict" avec la plupart des modèles BB (à ces moments-là). Je ne sais même pas quelle est la dernière histoire, ni personne d'autre que je soupçonne.

Comme vous le suggérez, les principaux aspects de la physique BB sont probablement corrects. Les détails sont le diable comme d'habitude. En espérant que le JWST nous en dise plus, en supposant que cela arrive un jour.

Cela semble logique. Les preuves objectives disponibles pour modifier cette période précoce sont très rares, bien que l'âge global soit accompagné de preuves solides.

L'article semble écarter fortement la période de 500M à 1B ans pour la formation précoce. Ces étoiles et galaxies, quelle que soit leur période de formation, doivent exister pour expliquer les étoiles et les galaxies d'aujourd'hui, la réionisation, etc., ce n'est donc qu'une question de temps avant que l'équipement et les techniques nous amènent là où nous devons être.

Je suis un peu surpris qu'on n'en sache pas plus. Je me souviens d'un article de U Texas qui, entre autres affirmations, révélait une estimation de la galaxie pour l'univers d'environ 2 000 milliards de dollars. Il n'y a pas si longtemps, l'estimation était de 250 milliards. Eux aussi ont utilisé des techniques de lentilles et de soustraction incroyables pour nous permettre de voir ces galaxies plus éloignées.

Il est intéressant de voir comment le 13,8 B an. l'âge est si précis, même s'il était de 13,7 milliards d'années il y a environ un an. Mais cela est dû à des preuves très détaillées trouvées dans des choses comme le CMBR, donc le BBT exige que chaque pièce du puzzle soit mieux résolue même si nous avons toutes les pièces latérales en place, pour ainsi dire. Ce n'est pas surprenant étant donné l'étendue du BBT.

Oui, les données existantes sont très pauvres, après avoir lu sur les étoiles Pop-III. Ils sont en fait hypothétiques et réputés (par beaucoup) avoir été formés exclusivement en tant que super-géants, avec des centaines de SM. D'autres concepts les proposent dans une gamme de tailles, dont certains existent encore aujourd'hui. Il semble que tout cela soit basé sur la métallicité.

Je me souviens avoir lu, sans savoir où, que certaines étoiles plus petites auraient pu se former très tôt, lors de la formation des étoiles Pop-III, et que quelques-unes d'entre elles existent encore. Semblent rappeler qu'une étoile à très faible métallicité a été observée dans un binaire de la Voie lactée, mais ne vous souvenez pas des détails.

Il n'y a aucune preuve que les premières étoiles (Pop-III) étaient toutes des super-géantes et maintenant disparues depuis longtemps. A été surpris d'entendre qu'il n'y en a pas dans les amas globulaires, mais alors cette observation peut simplement être définie comme la taille, plutôt que la métallicité ? Comment pouvez-vous mesurer la métallicité de toutes (par exemple) 100 000 étoiles dans un amas ?

Je me souviens de la formation d'étoiles bleues dans des amas globulaires (GC), par fusion de deux vieilles étoiles jaunes. La masse combinée d'hydrogène était suffisante pour les éclairer comme des géantes bleues. Est-il possible que certaines des étoiles des GC soient en fait des étoiles Pop-III fusionnées qui ont commencé plus petites que ce que les modèles suggèrent ?

Il semble probable qu'il existe quelques étoiles Pop-III de faible masse et de longue durée de vie. Si tel était le cas, ils offriraient des opportunités uniques d'étudier les premières étoiles.

Oui, mais même ceux-ci ne sont probablement pas pris en compte dans la classe Pop III. Il n'y avait pas de métaux pour les premières étoiles puisque Li et Be étaient si rares.

Ces amas sont constitués d'étoiles très anciennes, mais seules les étoiles les moins massives survivent pendant de très longues périodes, et les étoiles plus petites sont plus convectives car elles produisent des éléments plus lourds. Ceux-ci, je suppose, remonteraient à la surface, et leur spectre révélerait leur plus grande métallicité.

L'IIRC, le Sloan Survey, a utilisé des fibres optiques qui traversaient des gabarits métalliques pour aligner peut-être quelques centaines d'étoiles pour chaque section d'imagerie afin d'obtenir le spectre de chaque étoile. Le Hobby-Eberly il y a un an environ prenait le temps de faire quelque chose de similaire mais à plus grande échelle avec son miroir de 9 mètres, et tout cela pour la spectroscopie.

Bonne question. Je crois comprendre que ces grappes sont encore énigmatiques quant à la façon dont elles sont ce qu'elles sont.

Notant la supernova, vos commentaires m'ont conduit à deux mécanismes que j'ignorais pour le stade final des étoiles "super géantes":

Supernova "Photodésintégration" et "Paire-instabilité". Le premier conduit à des trous noirs et à beaucoup d'éjectas, le dernier à des éjectas uniquement, aucun reste. Les deux sont apparemment théoriques car je ne trouve aucune preuve immédiate qu'ils se produisent même. Ils seraient certainement rares dans notre quartier. Je peux voir que la supernova à instabilité des paires est assez unique, mais la supernova à photodésintégration semble étroitement liée à l'effondrement standard du noyau des étoiles géantes plus petites. Je ne semble pas trouver une taille exacte relative à l'un ou l'autre mécanisme. Peut-être s'agit-il de théories concurrentes sur le sort final des super-géants.

C'est un truc assez sauvage. Y a-t-il d'autres destins proposés pour les étoiles super géantes ? Tout ce qui s'effondre dans un BH sans rayonnement ni éjecta? Je me souviens de cela quelque part, mais cela pourrait être un mélange de certaines de mes lectures sur ce cours rapide sur les stars de la Pop-III, etc.

Ma première et unique exposition aux étoiles super géantes est Eta Carinae, estimée à environ 150 SM. Apparemment la plus grande étoile connue pour exister dans la Voie lactée. Vous êtes sans doute au courant de cette étoile, et on pense qu'elle est de courte durée, et pourrait s'éteindre à tout moment. Comme cette étoile est si grande, devrait-elle subir l'un des mécanismes de supernova ci-dessus ? Un BH résiduel distinguerait rapidement les deux mécanismes, pourrait-on penser.

Histoire très intéressante sur le Sloan Survey. Faudra faire quelques recherches là-dessus.

Le spectrographe fonctionne en alimentant une fibre optique individuelle pour chaque cible à travers un trou percé dans une plaque d'aluminium. Chaque trou est positionné spécifiquement pour une cible sélectionnée, de sorte que chaque champ dans lequel les spectres doivent être acquis nécessite une plaque unique. Le spectrographe original attaché au télescope était capable d'enregistrer 640 spectres simultanément, tandis que le spectrographe mis à jour pour SDSS III peut enregistrer 1000 spectres à la fois. Au cours de chaque nuit, entre six et neuf plaques sont généralement utilisées pour enregistrer les spectres. En mode spectroscopique, le télescope suit le ciel de manière standard, en gardant les objets focalisés sur leurs pointes de fibres correspondantes.

Chaque nuit, le télescope produit environ 200 Go de données.

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Les plus jeunes ont des souvenirs « haute définition »

Les chercheurs ont examiné les différences liées à l'âge sur la façon dont les souvenirs sont stockés et récupérés. Ce n'est pas que les jeunes sont capables de se souvenir plus que les personnes plus âgées. Leurs souvenirs semblent meilleurs car ils sont capables de les récupérer en plus haute définition. C'est ce que dit Philip Ko de l'Université Vanderbilt aux États-Unis, dans une étude qui met en lumière la façon dont les différences dans l'activité comportementale et neuronale des adultes plus jeunes et plus âgés influencent la capacité des différentes générations à stocker et à se souvenir des souvenirs.

Les résultats apparaissent dans le journal Attention, perception et psychophysique, publié par Springer.

Sous le mentorat du Dr Brandon Ally, Ko a conduit l'équipe de recherche à se concentrer sur la mémoire de travail visuelle, la capacité d'une personne à retenir brièvement une quantité limitée d'informations visuelles en l'absence de stimuli visuels. Leur examen des raisons pour lesquelles cette fonction est réduite au cours du vieillissement en bonne santé a pris en compte les multiples étapes d'encodage, de maintenance et de récupération des informations mémorisées.

Ils ont dirigé 11 adultes plus âgés d'environ 67 ans et 13 jeunes adultes d'environ 23 ans à travers une tâche appelée « détection des changements visuels ». Cette tâche consistait à visualiser deux, trois ou quatre points colorés et à mémoriser leur apparence. Ces points ont disparu, puis après quelques secondes, les participants se sont vus présenter un seul point apparaissant dans l'une des couleurs mémorisées ou dans une nouvelle couleur. L'exactitude de leur réponse (« identique » ou « différente ») a été considérée comme reflétant la façon dont ils mémorisaient les couleurs. Cette précision de la réponse est appelée « mesure comportementale ». Des données électroencéphalographiques ont également été recueillies auprès des participants pendant qu'ils effectuaient la tâche pour une mesure neuronale de leur capacité de mémoire.

Le Dr Ko a découvert que même si les mesures comportementales indiquaient une capacité plus faible chez les personnes âgées que les adultes plus jeunes à mémoriser des éléments, la mesure neuronale de la capacité de mémoire était très similaire dans les deux groupes. En d'autres termes, lors de la phase de maintenance, les deux groupes stockaient le même nombre d'articles. L'étude est la première à montrer que les corrélats comportementaux et électrophysiologiques dans la capacité de mémoire de travail des personnes âgées peuvent être dissociés.

Les chercheurs suggèrent cependant que les personnes âgées stockent les éléments à une résolution inférieure à celle des adultes plus jeunes, ce qui entraîne une altération de la mémoire. La conséquence de ces différences de résolution peut être apparente lors de la récupération de la mémoire de travail visuelle. Contrairement aux adultes plus âgés, les jeunes adultes peuvent être en mesure d'utiliser la mémoire implicite perceptive, un autre type de mémoire visuelle, pour leur donner un « coup de pouce » lorsqu'ils essaient de récupérer les informations stockées.

"Nous ne savons pas pourquoi les personnes âgées ont de mauvais résultats lorsque leur activité neuronale suggère que leur capacité de mémoire est intacte, mais nous avons deux pistes", a déclaré Ko. "Tout d'abord, une analyse plus approfondie de cet ensemble de données actuel et d'autres études de notre laboratoire suggèrent que les personnes âgées récupèrent les souvenirs différemment des adultes plus jeunes. Deuxièmement, des preuves émergentes provenant d'autres laboratoires suggèrent que la qualité des souvenirs des personnes âgées est moins bonne que celle des adultes plus jeunes. En d'autres termes, alors que les personnes âgées peuvent stocker le même nombre d'éléments, leur mémoire de chaque élément est « plus floue » que celle des jeunes adultes. »


Les données sont dans : Les jeunes sont de moins en moins racistes que les personnes âgées

Le 7 mai, Emmanuel Macron, centriste, pro-européen, pro-immigré, a remporté le second tour de l'élection présidentielle française face à la populiste d'extrême droite Marine Le Pen. Après les victoires de Donald Trump (qui a dit que « la paresse est un trait chez les Noirs ») et pour une campagne pour le Brexit menée par le UK Independence Party (dont 48% des partisans admettent des préjugés contre les personnes d'autres races), c'est un certain soulagement pour les libéraux. mondialistes qui craignaient une réaction nativiste et raciste se propageant à travers l'Occident. Mais cela n'aurait pas dû être une telle surprise : la tendance mondiale est à moins de discrimination en raison de la couleur de la peau ou de la caste.

Dans les années 1960, près de la moitié des répondants blancs aux États-Unis ont suggéré qu'ils déménageraient si une famille noire emménageait à côté. Mais la proportion d'Américains déclarant à la World Values ​​Survey qu'ils étaient mal à l'aise de vivre à côté de quelqu'un d'une race différente est passé de 8% dans les années 1980 à 6% aujourd'hui. Encore une fois, en 1958, seulement 4 % des Américains approuvaient le mariage interracial selon les sondages Gallup. Le soutien n'a franchi le seuil des 50 % qu'en 1997. Il atteint désormais 87 %. Bien que les gens puissent mentir aux enquêteurs sur leurs croyances, le sondage correspond à un changement de comportement : en 1980, moins de 7 % des mariages étaient entre conjoints de race ou d'origine ethnique différente aux États-Unis. Ce chiffre est passé à 15 % en 2010. Il y a eu 6 336 crimes haineux à motivation raciale ou ethnique signalés par le FBI en 1994, ce chiffre est tombé à 3 310 en 2015.

Et il n'y a pas que les États-Unis : le World Values ​​Survey a des données sur la question d'être mal à l'aise de vivre à côté de voisins d'une race différente pour 29 pays - qui abritent 60% de la population de la planète, couvrant deux vagues de l'enquête - 1999 à 2004 et 2010 à 2014. Les progrès sont loin d'être universels : seize pays ont connu une baisse du racisme sur cette mesure dans un pays, les attitudes sont restées inchangées et dans douze (dont sept en Europe), les attitudes se sont aggravées. Mais les données suggèrent qu'environ 23% du monde aurait signalé un malaise à vivre à côté d'une personne d'une race différente au début des années 2000, contre 17% au début des années 2010. En Inde, par exemple, 42% des personnes interrogées ont déclaré qu'elles ne voudraient pas vivre à côté de quelqu'un d'une race différente il y a quinze ans, ce chiffre est tombé à 26% plus récemment. En Argentine, moins de 1% affichent du racisme sur cette mesure.

L'amélioration des attitudes dans le monde se reflète dans un environnement juridique modifié : les politologues Victor Asal et Amy Pate ont étudié les lois affectant les minorités ethniques dans 124 pays entre 1950 et 2003. Au cours de cette période, la proportion de pays ayant des politiques discriminatoires à l'égard des minorités ethniques est tombée de 44 %. à 19 %, tandis que la proportion de politiques favorisant les minorités est passée de 7 % à 25 %.

Même si les attitudes racistes signalées sont en déclin, les attitudes peuvent persister après que les gens arrêtent de vouloir les admettre dans les sondeurs. Et le racisme reste un énorme problème social et économique. Aux États-Unis, il reste un facteur contributif majeur aux résultats, notamment la dépression, la mauvaise santé, la baisse de l'emploi et des salaires, ainsi que les condamnations et les peines de prison. Dans le monde entier, Debraj Ray et ses collègues de l'Université de New York ont ​​montré que la division ethnique reste un facteur contributif majeur aux conflits civils (bien que le côté positif est qu'une partie de ce conflit est liée à la perte de statuts privilégiés par les groupes ethniques).

Néanmoins, la tendance à des attitudes moins discriminatoires, conjuguée à une tendance à moins de discrimination légale dans le monde, est un signe encourageant que le racisme est en recul – et il est probable que les progrès se poursuivront, car les jeunes sont moins racistes que leurs aînés. En France, par exemple, bien que Le Pen se soit relativement bien comporté parmi les jeunes électeurs au premier tour de l'élection, les jeunes dans l'ensemble sont nettement moins susceptibles de dire qu'ils ne voulaient pas vivre à côté de personnes d'une autre race que les personnes âgées au dernier tour. World Values ​​Survey (14 % des moins de trente ans contre 31 % des plus de cinquante ans). Heureusement, Le Pen et Trump représentent un mode de pensée en voie de disparition.


L'univers est peut-être un milliard d'années plus jeune que nous le pensions. Les scientifiques se bousculent pour comprendre pourquoi.

Nous avons tous perdu la notion du temps à un moment ou à un autre, mais les astronomes y mettent vraiment tout. Des études récentes montrent qu'ils ont peut-être surestimé l'âge de l'univers de plus d'un milliard d'années - une réalisation surprenante qui les oblige à repenser parties de l'histoire scientifique de la façon dont nous sommes passés du Big Bang à aujourd'hui.

Le temps perdu est particulièrement vexant car, dans un univers plein de mystères, son âge a été considéré comme l'une des rares quasi-certitudes. En 2013, les mesures détaillées du rayonnement cosmique du télescope spatial européen Planck semblaient avoir donné la réponse finale : 13,8 milliards d'années. Il ne restait plus qu'à vérifier ce nombre en utilisant des observations indépendantes d'étoiles brillantes dans d'autres galaxies.

Puis vint une tournure inattendue des événements.

Quelques équipes, dont une dirigée par le lauréat du prix Nobel Adam Riess du Space Telescope Science Institute de Baltimore, ont entrepris de faire ces observations. Au lieu de confirmer les mesures de Planck, ils ont commencé à obtenir un résultat nettement différent.

« C'était arrivé au point où nous disons : « Attendez une seconde, nous ne réussissons pas ce test – nous échouons au test ! » », a déclaré Riess, co-auteur d'un nouvel article sur la recherche qui sera publié dans Journal d'Astrophysique.

Il estime que ses résultats, pris à leur valeur nominale, indiquent un univers qui n'a que 12,5 à 13 milliards d'années.

Au début, l'hypothèse commune était que Riess et les autres observateurs de galaxies avaient fait une erreur. Mais alors que leurs observations continuaient à arriver, les résultats n'ont pas bougé. La réanalyse des données de Planck n'a pas non plus montré de problèmes.

Si tous les chiffres sont corrects, alors le problème doit être plus profond. Cela doit résider dans notre interprétation de ces nombres, c'est-à-dire dans nos modèles fondamentaux du fonctionnement de l'univers. "L'écart suggère qu'il y a quelque chose dans le modèle cosmologique que nous ne comprenons pas bien", dit Riess. Ce que pourrait être ce quelque chose, personne ne le sait.

Découverte de la nuit des temps

L'écart actuel remonte à 1929, lorsque l'astronome Edwin Hubble a découvert que les galaxies fuyaient la Terre dans toutes les directions. Plus choquant, Hubble a découvert que plus les galaxies sont éloignées, plus elles s'éloignent rapidement. Ce schéma signifie qu'ils se fuient tous les uns les autres également. "La seule façon dont tout cela peut être vrai, c'est si l'espace s'agrandit", dit Riess.

Si l'idée d'un univers en expansion vous semble bizarre, bienvenue au club.

"C'est toujours bizarre pour moi aussi", dit Riess. "Mais c'est ce que toutes les données montrent, et c'est ce que notre théorie prédit." Même Hubble n'a jamais pleinement accepté les implications de son propre travail.

Un univers en expansion implique que l'univers a un âge défini, car vous pouvez retracer l'action à une époque où tout dans le cosmos était entassé dans un état extrêmement dense et chaud : ce que nous appelons le Big Bang.

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"This is another hard concept for people to get their heads around," University of Chicago cosmologist Wendy Freedman said, adding that the Big Bang didn't go off like a kind of bomb. "The Big Bang is an explosion of space, not into space," she said.

In other words, galaxies are not flying away from each other through space. Space itself is stretching between them, and it has been ever since the Big Bang. So it's meaningless to ask where the Big Bang occurred. It occurred everywhere. As Freedman puts it, "There is no center or edge to the explosion."

But in the expanding universe, there is a beginning of time — at least, time as we know it. By measuring the rate at which galaxies are moving apart, astronomers realized, they could figure out the moment when the cosmos blinked into existence. All they had to do is figure out how to get their galactic measurements exactly right.

Clocking the cosmos

Freedman has been working on that problem for more than three decades, far longer than she ever expected. "This is an incredible challenge," she says. "Imagine making measurements out to hundreds of millions of light years to 1-percent accuracy!"

Hubble himself flubbed the test. His original calculations implied a universe younger than Earth, because he had drastically underestimated the distances to other galaxies.

The difficulty of making direct observations of other galaxies is one of the reasons why scientists created the Planck space telescope. It was designed to detect radiation left over from the Big Bang. The pattern of that radiation indicates the exact physical state of the early universe, if you know how to decode it. In principle, then, the Planck readings should tell us everything we want to know about what the universe is made of, and how old it is.

Planck has been a resounding success, pinning hard numbers onto the soft riddles of the cosmos. It indicated that 26 percent of the universe consists of dark matter, invisible material that helps hold galaxies together. It also confirmed the surprise discovery that the universe is dominated by dark energy, an unknown force that permeates all of empty space. (The detection of dark energy is what earned Riess a shared 2011 Nobel Prize.)

The likely implication of these findings is that the universe will keep expanding forever, faster and faster, into an ever-deeper darkness. It's an uncomfortable thought, one that Riess would rather not dwell on: "The scale of time is so beyond that of humanity, I don't think of it in human terms."

Most satisfying, perhaps, Planck finally completed the job that Hubble began, determining how quickly the universe is expanding and how long it has been around. Or so it seemed.

Something big is missing

Fortunately, Freedman and Riess and their colleagues didn't give up on their alternate approach to determining the age of the universe. They kept improving their observations, and are now getting close to that ambitious target of 1 percent accuracy. Which brings us to the current dispute — what the scientists politely refer to as "the tension."

The latest galaxy studies indicate an expansion rate about 9 percent faster than the answer from Planck. That might not sound like much of a disagreement, but over cosmic history it adds up to that full billion years of lost time.

Given the stakes, everyone involved is checking and rechecking their results for possible sources of error. Increasingly, though, it looks like the problem lies not with the observations but with the theories of cosmology that underpin them. If those theories are wrong or incomplete, the interpretation of the Planck readings will be flawed, too.

"There's currently no consistent story that works for all our cosmological data," says Princeton University astrophysicist Jo Dunkley, who has extensively analyzed the Planck results. "That means there is fascinating work to be done, to see if there is something out there that can explain all of it."

The "tension" reminds scientists of just how much they still don't understand about the underlying laws of nature. Dunkley points to the ghostly particles known as neutrinos, which are extremely abundant throughout space. "We measure neutrinos in the lab and put them in our cosmological model assuming that they are behaving just as we expect them to, but we simply don't know if that's true," she says. "I wouldn't find it surprising if dark matter turned out to be more complicated than we think, too."

Then there's the enigma of dark energy. "We have no good ideas for what it is. Perhaps there are also elements completely missing from the model side, still to be discovered," Freedman says. Theorists have no shortage of ideas: new types of dark energy, new fields, new particles.

Figuring out which explanation is correct — if any — will require another vast improvement in how we measure what the universe is actually doing. Freedman isn't coy about the magnitude of our ignorance: "The question is, what do we have yet to learn? I'd love to come back in a hundred or a thousand years and find out!"

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Astronomer

In two works, Phaenomena et Mirror, Eudoxus described constellations schematically, the phases of fixed stars (the dates when they are visible), and the weather associated with different phases. Through a poem of Aratus (c. 315–245 bce ) and the commentary on the poem by the astronomer Hipparchus (c. 100 bce ), these works had an enduring influence in antiquity. Eudoxus also discussed the sizes of the Sun, Moon, and Earth. He may have produced an eight-year cycle calendar (Oktaëteris).

Perhaps Eudoxus’s greatest fame stems from his being the first to attempt, in On Speeds, a geometric model of the motions of the Sun, the Moon, and the five planets known in antiquity. His model consisted of a complex system of 27 interconnected, geo-concentric spheres, one for the fixed stars, four for each planet, and three each for the Sun and Moon. Callippus and later Aristotle modified the model. Aristotle’s endorsement of its basic principles guaranteed an enduring interest through the Renaissance.

Eudoxus also wrote an ethnographical work (“Circuit of the Earth”) of which fragments survive. It is plausible that Eudoxus also divided the spherical Earth into the familiar six sections (northern and southern tropical, temperate, and arctic zones) according to a division of the celestial sphere.


Universe older than it looks

Image credit: Hubble/NASA

When astronomers (Bond 2013) first dated the star HD 140283, which lies a mere 190 lightyears from Earth in the constellation of Libra, they were puzzled. This rare, star appeared to be rather ancient and was quickly nicknamed the Methuselah star. It is a metal-poor sub-giant with an apparent magnitude of 7.223. The star had been known for a century or so as a high-velocity star, but its presence in our solar neighborhood and its composition were at odds with theory. Moreover, HD140283 wasn't just an oddity from at the dawn of the Universe, formed short time after the Big Bang. Rather, it seems to be some 14.46 billion years old… which makes it older than the Universe itself, currently estimated to be 13.817 billion years old (estimated from the cosmic microwave background radiation).

Of course, it was ultimately revealed that the error margins on estimating the age of the Methuselah star were in fact much wider than the original research suggested, the astronomers add a margin of 800 million years. The error bars could have it a lot younger, which makes it among the earliest known stellar objects in the Universe, but certainly within the boundaries of time since the Big Bang. But, what of that upper limit on the age? Is there a possibility that this star could somehow be as old as the original measurements suggested but still lie "this side of the Big Bang?

Writing in the International Journal of Exergy, Birol Kilkis of Baskent University, in Ankara, Turkey, thinks so. In 2004, he introduced the Radiating Universe Model (RUM). This intriguing concept suggests that exergy, the energy that is available to do work and the first focus of thermodynamics theory in the 19th Century, will flow from the Big Bang to what Kilkis refers to a thermal sink of infinite size at absolute zero (0 Kelvin) far, far into the future. Using RUM, Kilkis calculated the age of the universe to be 14.885 ± 0.040 billion years, which is marginally older, in the grand scheme of things, than the microwave background estimate, but easily accommodates the original age of HD 140283.

Interestingly, Kilkis' RUM theory gives a new dynamic value to the Hubble constant and suggests that the expansion of the universe has been accelerating since 4.4 billion years after the Big Bang, which may well accommodate the notion of dark energy. Moreover, this accelerating rate of increase is itself slowing, which in turn may be accounted for by dark matter. Dark energy and dark matter are, as have been discussed widely, controversial physical phenomena for which we have absolutely no explanation whatsoever, but we do have observational evidence that suggests they are real. In addition, RUM hints that Planck's constant is not a pure constant at all but a cosmological variable, a point for which some supported was reported in 2013 by Seshavatharam and Lakshminarayana.

"The yet unasked-unanswered question is where the observable universe is expanding. If the expanding universe has a mass and volume, whatever its shape is, it must be expanding into another medium," says Kilkis. That "medium" is of infinite size and lies at absolute zero, thus acting as a thermal sink for the universe, which is a thermally radiating source lying within the sink.


What Astronomers Wish Everyone Knew About Dark Matter And Dark Energy

One way of measuring the Universe's expansion history involves going all the way back to the first . [+] light we can see, when the Universe was just 380,000 years old. The other ways don't go backwards nearly as far, but also have a lesser potential to be contaminated by systematic errors.

European Southern Observatory

If you go by what's often reported in the news, you'd be under the impression that dark matter and dark energy are houses of cards just waiting to be blown down. Theorists are constantly exploring other options individual galaxies and their satellites arguably favor some modification of gravity to dark matter there are big controversies over just how fast the Universe is expanding, and the conclusions we've drawn from supernova data may need to be altered. Given that we've made mistaken assumptions in the past by presuming that the unseen Universe contained substances that simply weren't there, from the aether to phlogiston, isn't it a greater leap-of-faith to assume that 95% of the Universe is some invisible, unseen form of energy than it is to assume there's just a flaw in the law of gravity?

The answer is a resounding, absolute non, according to almost all astronomers, astrophysicists, and cosmologists who study the Universe. Here's why.

The expansion (or contraction) of space is a necessary consequence in a Universe that contains . [+] masses. But the rate of expansion and how it behaves over time is quantitatively dependent on what's in your Universe.

Cosmology is the science of what the Universe is, how it came to be this way, what its fate is, and what it's made up of. Originally, these questions were in the realms of poets, philosophers and theologians, but the 20th century brought these questions firmly into the realm of science. When Einstein put forth his theory of General Relativity, one of the first things that was realized is if you fill the space that makes up the Universe with any form of matter or energy, it immediately becomes unstable. If space contains matter and energy, it can expand or contract, but all static solutions are unstable. Once we measured the Hubble expansion of the Universe and discovered the leftover glow from the Big Bang in the form of the Cosmic Microwave Background, cosmology became a quest to measure two numbers: the expansion rate itself and how that rate changed over time. Measure those, and General Relativity tells you everything you could want to know about the Universe.

A plot of the apparent expansion rate (y-axis) vs. distance (x-axis) is consistent with a Universe . [+] that expanded faster in the past, but is still expanding today. This is a modern version of, extending thousands of times farther than, Hubble's original work. Note the fact that the points do not form a straight line, indicating the expansion rate's change over time.

Ned Wright, based on the latest data from Betoule et al. (2014)

These two numbers, known as H0 et q0, are called the Hubble parameter and the deceleration parameter, respectively. If you take a Universe that's filled with stuff, and start it off expanding at a particular rate, you'd fully expect it to have those two major physical phenomena — gravitational attraction and the initial expansion — fight against each other. Depending on how it all turned out, the Universe ought to follow one of three paths:

  1. The Universe expands fast enough that even with all the matter and energy in the Universe, it can slow the expansion down but never reverse it. In this case, the Universe expands forever.
  2. The Universe begins expanding quickly, but there's too much matter and energy. The expansion slows, comes to a halt, reverses, and the Universe eventually recollapses.
  3. Or, perhaps, the Universe — like the third bowl of porridge in Goldilocks — is just right. Perhaps the expansion rate and the amount of stuff in the Universe are perfectly balanced, with the expansion rate asymptoting to zero.

That last case can only occur if the energy density of the Universe equals some perfectly balanced value: the critical density.

The expected fates of the Universe (top three illustrations) all correspond to a Universe where the . [+] matter and energy fights against the initial expansion rate. In our observed Universe, a cosmic acceleration is caused by some type of dark energy, which is hitherto unexplained.

E. Siegel / Beyond the Galaxy

This is actually a beautiful setup, because the equations you derive from General Relativity are completely deterministic here. Measure how the Universe is expanding today and how it was expanding in the past, and you know exactly what the Universe must be made out of. You can derive how old the Universe has to be, how much matter and radiation (and curvature, and any other stuff) has to be in it, and all sorts of other interesting information. If we could know those two numbers exactly, H0 et q0, we would immediately know both the Universe's age and also what the Universe is made out of.

Three different types of measurements, distant stars and galaxies, the large scale structure of the . [+] Universe, and the fluctuations in the CMB, tell us the expansion history of the Universe.

ESA/Hubble and NASA, Sloan Digital Sky Survey, ESA and the Planck Collaboration

Now, we had some preconceptions when we started down this path. For aesthetic or mathematically prejudicial reasons, some people preferred the recollapsing Universe, while others preferred the critical Universe and still others preferred the open one. In reality, all you can do, if you want to understand the Universe, is examine it and ask it what it's made of. Our laws of physics tell us what rules the Universe plays by the rest is determined by measurement. For a long time, measurements of the Hubble constant were highly uncertain, but one thing became clear: if the Universe were made 100% of normal matter, the Universe turned out to be very young.

Measuring back in time and distance (to the left of "today") can inform how the Universe will evolve . [+] and accelerate/decelerate far into the future. We can learn that acceleration turned on about 7.8 billion years ago with the current data, but also learn that the models of the Universe without dark energy have either Hubble constants that are too low or ages that are too young to match with observations.

Saul Perlmutter of Berkeley

If the expansion rate, H0, was fast, like 100 km/s/Mpc, the Universe would only be 6.5 billion years old. Given that the ages of stars in globular clusters — admittedly, some of the oldest stars in the Universe — were at least 12 billion years old (and many cited numbers closer to 14-16 billion), the Universe couldn't be this young. While some measurements of H0 were significantly lower, like 55 km/s/Mpc, that still gave a Universe that was 11-and-change billion: still younger than the stars we found within it. Moreover, as more and more measurements came in during the 1970s, 1980s and beyond, it became clear that an abnormally low Hubble constant in the 40s or 50s, simply didn't line up with the data.

The globular cluster Messier 75, showing a huge central concentration, is over 13 billion years old. . [+] Many globular clusters have stellar populations that are in excess of 12 or even 13 billion years, a challenge for 'matter-only' models of the Universe.

HST / Fabian RRRR, with data from the Hubble Legacy Archive

At the same time, we were beginning to measure to good precision how abundant the light elements in the Universe were. Big Bang Nucleosynthesis is the science of how much relative hydrogen, helium-4, helium-3, deuterium, and lithium-7 ought to be left over from the Big Bang. The only parameter that isn't derivable from physical constants in these calculation is the baryon-to-photon ratio, which tells you the density of normal matter in the Universe. (This is relative to the number density of photons, but that is easily measurable from the Cosmic Microwave Background.) While there was some uncertainty at the time, it became clear very quickly that 100% of the matter couldn't be "normal," but only about 10% at most. There is no way the laws of physics could be correct and give you a Universe with 100% normal matter.

The predicted abundances of helium-4, deuterium, helium-3 and lithium-7 as predicted by Big Bang . [+] Nucleosynthesis, with observations shown in the red circles. This corresponds to a Universe where the baryon density (normal matter density) is only 5% of the critical value.

By the early 1990s, this began to line up with a slew of observations that all pointed to pieces of this cosmic puzzle:

  • The oldest stars had to be at least 13 billion years old,
  • If the Universe were made of 100% matter, the value of H0 could be no bigger than 50 km/s/Mpc to get a Universe that old,
  • Galaxies and clusters of galaxies showed strong evidence that there was lots of dark matter,
  • X-ray observations from clusters showed that only 10-20% of the matter could be normal matter,
  • The large-scale structure of the Universe (correlations between galaxies on hundreds-of-millions of light year scales) showed you need more mass than normal matter could provide,
  • but the deep source counts, which depend on the Universe's volume and how that changes over time, showed that 100% matter was far too much,
  • Gravitational lensing was starting to "weigh" these galaxy clusters, and found that only about 30% of the critical density was total matter,
  • and Big Bang Nucleosynthesis really seemed to favor a Universe where just

The mass distribution of cluster Abell 370. reconstructed through gravitational lensing, shows two . [+] large, diffuse halos of mass, consistent with dark matter with two merging clusters to create what we see here. Around and through every galaxy, cluster, and massive collection of normal matter exists 5 times as much dark matter, overall. This still isn't enough to reach the critical density, or anywhere close to it, on its own.

NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), the Hubble SM4 ERO Team and ST-ECF

Most astronomers had accepted dark matter by this time, but even a Universe that was made exclusively of dark and normal matter would still be problematic. It simply wasn't old enough for the stars in it! Two pieces of evidence in the late 1990s that came together gave us the way forward. One was supernova data, which showed that there was a component in the Universe causing it to accelerate: this must be dark energy. The other piece of evidence was the cosmic microwave background, which showed us that the Universe was spatially flat, and therefore the total amount of stuff in there added up to 100%. Yet it couldn't all be matter, even a mix of normal and dark matter, for a variety of reasons. (Even if you excluded the supernova observations!) Looking at the multiple lines of evidence even today, they all still point to that exact picture.

Constraints on dark energy from three independent sources: supernovae, the CMB, and BAO (which are a . [+] feature in the Universe's large-scale structure). Note that even without supernovae, we'd need dark energy, and that only 1/6th of the matter found can be normal matter the rest must be dark matter.

Supernova Cosmology Project, Amanullah, et al., Ap.J. (2010)

So you have all these independent lines of evidence, all pointing towards the same picture: General Relativity is our theory of gravity, and our Universe is 13.8 billion years old, with

30% total matter, where about 5% is normal matter and 25% is dark matter. There are photons and neutrinos which were important in the past, but they're just a small fraction-of-a-percent by today. As even greater evidence has come in — small-scale fluctuations in the cosmic microwave background, the baryon oscillations in the large-scale structure of the Universe, high-redshift quasars and gamma-ray bursts — this picture remains unchanged. Everything we observe on all scales points to it.

The farther away we look, the closer in time we're seeing towards the Big Bang. The newest . [+] record-holder for quasars comes from a time when the Universe was just 690 million years old. These ultra-distant cosmological probes also show us a Universe that contains dark matter and dark energy.

Jinyi Yang, University of Arizona Reidar Hahn, Fermilab M. Newhouse NOAO/AURA/NSF

It wasn't always apparent that this would be the solution, but this one solution works for literally all the observations. When someone puts forth the hypothesis that "dark matter and/or dark energy doesn't exist," the onus is on them to answer the implicit question, "okay, then what replaces General Relativity as your theory of gravity to explain the entire Universe?" As gravitational wave astronomy has further confirmed Einstein's greatest theory even more spectacularly, even many of the fringe alternatives to General Relativity have fallen away. The way it stands now, there are no theories that exist that successfully do away with dark matter and dark energy and still explain everything that we see. Until there are, there are no real alternatives to the modern picture that deserve to be taken seriously.

A detailed look at the Universe reveals that it's made of matter and not antimatter, that dark . [+] matter and dark energy are required, and that we don't know the origin of any of these mysteries. However, the fluctuations in the CMB, the formation and correlations between large-scale structure, and modern observations of gravitational lensing, among many others, all point towards the same picture.

Chris Blake and Sam Moorfield

It might not feel right to you, in your gut, that 95% of the Universe would be dark. It might not seem like it's a reasonable possibility when all you'd need to do, in principle, is to replace your underlying laws with new ones. But until those laws are found, and it hasn't even been shown that they could mathematically exist, you absolutely have to go with the description of the Universe that all the evidence points to. Anything else is simply an unscientific conclusion.


Meeting Brief: A Hundred Million Stars

A new image of Earth’s nearest large galactic neighbor, the Andromeda Galaxy, is aglow with the light of more than 100 million stars. Scientists took long looks at a portion of the spiral galaxy’s disk, then published a panorama of 7,398 incredibly high-resolution Hubble Space Telescope images (above). In it, there are 1.5 billion pixels spanning 40,000 light-years. But the galaxyscape is more than just a pretty picture: It’s providing clues about Andromeda’s evolutionary history that teams are using to piece together how the galaxy formed and grew up. Among those clues are hints that Andromeda may have had a much more violent past than the Milky Way, and that older stars in its disk are behaving more erratically than younger stars.

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