L’expansion de l’Univers se poursuit à un rythme rapide, selon les premiers résultats de l’instrument DESI, qui fournit la mesure la plus précise à ce jour. Mais cette expansion est peut-être moins rapide aujourd’hui qu’elle ne l’était il y a quelques milliards d’années.
• Lire aussi : Euclide : des nouvelles effrayantes venues de l’espace
• Lire aussi : La Maison Blanche demande à la NASA d’établir une heure lunaire de référence
• Lire aussi : Roumanie : des chercheurs testent le laser le plus puissant du monde
Installé sur un télescope dédié au sommet de l’observatoire américain de Kitt Peak (Arizona), le Dark Energy Spectroscopique Instrument (DESI) est équipé d’un véritable œil de mouche. Avec 5 000 fines fibres optiques robotisées dont chacune observe une galaxie pendant vingt minutes, ce qui permet de calculer sa distance, et donc l’âge de l’Univers au moment où cette galaxie a émis sa lumière.
“Nous avons mesuré la position des galaxies dans l’espace et aussi dans le temps, puisque plus elles sont éloignées, plus on remonte dans le temps, vers un Univers de plus en plus jeune”, explique à l’AFP Arnaud de Mattia, du Commissariat à l’énergie atomique (Commissariat à l’énergie atomique). CEA), qui co-dirige le groupe d’interprétation des données cosmologiques.
En un an, DESI, une collaboration internationale de 70 institutions autour du laboratoire américain de Berkeley, a déjà dressé une carte de six millions de sources lumineuses, galaxies et quasars, sur les 11 derniers milliards d’années de l’histoire de l’Univers (soit 13,8 milliards d’années).
Elle a annoncé les résultats jeudi lors de deux conférences, en Suisse et aux Etats-Unis, avant la publication d’une série d’articles scientifiques dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
La mission principale du DESI est d’aider à comprendre la nature de l’énergie noire, un élément aussi théorique que mystérieux, soupçonné d’être responsable d’une accélération de l’expansion de l’Univers. Dans ce cas, la distance grandit et s’accélère entre les amas de galaxies, comme si l’espace entre eux ne cessait de gonfler.
Dans le modèle cosmologique standard, l’Univers observable est composé de 5 % de matière baryonique – c’est-à-dire ordinaire -, de 25 % de matière noire froide hypothétique et de 70 % d’énergie noire.
Nous savons depuis un siècle que l’Univers est en expansion depuis ses origines. Et on a découvert plus récemment que cette expansion s’était considérablement accélérée quelque six milliards d’années après le Big Bang.
Là où les deux matières (baryonique et sombre) ralentissent cette expansion, l’énergie noire l’accélère. Et elle a clairement le dessus, selon ce modèle appelé Lambda-CDM, dans lequel Lambda désigne la constante cosmologique liée à l’énergie noire.
Comportement peu orthodoxe
“Jusqu’à présent, nous constatons un accord fondamental avec notre meilleur modèle de l’Univers, mais nous constatons également des différences potentiellement intéressantes, qui pourraient indiquer que cette énergie sombre a évolué au fil du temps”, explique Michael Levi, directeur de la collaboration DESI, cité dans un communiqué de presse du Berkeley Lab du Département américain de l’énergie.
Autrement dit, et le conditionnel est plus que nécessaire, rappelle Arnaud de Mattia, « les données DESI semblent montrer que la constante cosmologique Lambda ne serait pas vraiment une constante » : l’énergie noire aurait un « comportement dynamique » selon les périodes considérées. .
L’accélération de l’expansion aurait ainsi été « plus forte dans le passé, dès il y a 6 milliards d’années, avant de diminuer ces derniers temps », ajoute Christophe Yèche, physicien au CEA qui a participé à la préparation de l’enquête. DESI.
Le scénario d’une variation de l’énergie noire dans le temps reste à confirmer par encore plus de données du DESI et celles d’autres instruments, comme le télescope spatial européen Euclid.
Mais si cette décélération devait se confirmer, il faudrait alors s’adapter au comportement peu orthodoxe de l’énergie noire. En remplaçant par exemple la constante cosmologique par un champ de force lié à une particule – qui reste à identifier – qui modifierait la constante d’énergie noire.
Soit en modifiant les équations de la relativité générale, “pour qu’elles se comportent légèrement différemment à l’échelle des grandes structures”, selon M. de Mattia.
Nous n’en sommes pas encore là. Le chercheur rappelle que l’histoire des sciences ne manque pas de cas « où l’on a vu des écarts de ce type qui se sont résolus avec le temps ». Après tout, vieille de plus de cent ans, la théorie de la relativité générale d’Einstein est toujours aussi forte.
