Des chercheurs travaillant sur l’énergie noire ont réalisé des avancées significatives qui soutiennent la conception de la gravité formulée par Albert Einstein. Cette étude internationale a permis d’examiner comment la structure de l’univers a évolué au cours des 11 milliards d’années passées, fournissant ainsi le test le plus précis à ce jour sur le comportement de la gravité à grande échelle.
Des découvertes révélatrices
Les résultats, annoncés mardi, font partie d’une étude de plusieurs années sur l’histoire de l’univers, mettant l’accent sur l’énergie noire, une force invisible et énigmatique qui accélère l’expansion continue de l’univers. Les chercheurs ont utilisé une année d’observations de l’Instrument Spectroscopique d’Énergie Noire (DESI) au Kitt Peak National Observatory en Arizona, capable de capturer la lumière de 5 000 galaxies simultanément.
La théorie d’Einstein et la gravité
La gravité est l’une des forces fondamentales de l’univers. La théorie d’Einstein relie l’espace, le temps et la gravité, affirmant que les concentrations de masse et d’énergie courbent la structure de l’espace-temps, influençant le mouvement des objets à proximité. Dragan Huterer, cosmologiste à l’Université du Michigan et co-leader du groupe de travail, a déclaré : « La théorie de la relativité générale d’Einstein décrit le mouvement des objets massifs dans le champ gravitationnel qu’ils créent. C’est l’une des théories physiques les plus réussies que nous ayons. »
Des résultats concordants avec la relativité générale
Mais les nouvelles découvertes de DESI montrent que la gravité se comporte comme Einstein l’avait prévu. L’événement du Big Bang, survenu il y a 13,8 milliards d’années, a initié l’univers, qui n’a cessé d’expansionner depuis. Les scientifiques ont révélé en 1998 que cette expansion s’accélérait, avec l’énergie noire comme raison hypothétique.
Les résultats récents de DESI se sont concentrés sur la croissance de la structure cosmique, remontant à l’époque où l’univers avait environ 20 % de son âge actuel. Cette structure désigne l’organisation à grande échelle de la matière, où les galaxies, les amas de galaxies et même les superamas ne sont pas répartis au hasard, mais forment plutôt un réseau cosmique entrelacé de filaments et de murs, avec d’immenses vides entre eux.
Une énergie noire dynamique
Les nouvelles analyses reposent sur les observations de presque 6 millions de galaxies et de leurs noyaux lumineux, remontant à 11 milliards d’années. Les scientifiques de DESI ont également révélé la plus grande carte tridimensionnelle de l’univers, suggérant que l’énergie noire pourrait ne pas être une force immuable, mais plutôt dynamique, évoluant au fil du temps.
Mustapha Ishak-Boushaki, astrophysicien à l’Université du Texas à Dallas, a déclaré : « Nos données DESI montrent qu’elles sont en accord avec la théorie de la gravité d’Einstein, tout en faveur d’une énergie noire dynamique, ce qui est nouveau. » Il a ajouté que l’énergie noire semble devenir dynamique et affaiblissante, ce qui pourrait changer l’évolution future de l’univers, qui ne nécessite pas une expansion accélérée indéfiniment.
Implications pour notre compréhension de l’univers
Le contenu de l’univers inclut la matière ordinaire – étoiles, planètes, gaz, poussière et tout ce qui est familier sur Terre – ainsi que la matière noire, qui pourrait représenter environ 27 % de l’univers, et l’énergie noire, qui pourrait compter pour 68 %. Huterer a noté que « l’énergie noire est responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers. La nature physique de l’énergie noire reste actuellement inconnue. »
Ces nouvelles découvertes semblent corroborer le modèle standard actuel de la cosmologie, qui inclut la théorie de la relativité générale. « Vérifier si le modèle standard est effectivement le bon modèle est au cœur de la recherche en cosmologie », a-t-il conclu.
Collaboration internationale
La collaboration DESI implique plus de 900 chercheurs provenant de plus de 70 institutions à travers le monde et est gérée par le Laboratoire national de Berkeley du département de l’Énergie des États-Unis. Ces nouvelles recherches ont été publiées sur le dépôt en ligne arXiv avant l’examen par les pairs.