De nouvelles recherches menées dans le cadre du projet DES (Dark Energy Survey) ont utilisé la façon dont la masse déforme la lumière pour produire une carte plus grande et plus détaillée de la structure de la matière noire de l’Univers.
Non seulement les mesures confirment l’idée qu’environ 26 % de l’Univers est constitué de cette matière mystérieuse, mais il s’avère que sa distribution est un peu plus lisse que ce qui avait été estimé, ce qui, si cela est confirmé, pourrait laisser entrevoir des phénomènes physiques non encore découverts.
Depuis 2013, l’équipe internationale à l’origine du DES effectue un balayage profond et étendu d’environ 1/8e du ciel nocturne afin de recueillir des données sur quelque 300 millions de galaxies situées à des milliards d’années-lumière de la Terre, dans le but de comprendre ce qu’est l’énergie noire.
L’énergie noire et la matière noire n’ont pas grand-chose en commun, si ce n’est le fait qu’elles sont toutes deux très discrètes sur leur nature.
L’énergie noire est une sorte de boîte noire qui explique pourquoi l’Univers semble accélérer son expansion, une observation largement acceptée depuis au moins deux décennies.
Quoi qu’il en soit, ce n’est pas une mince affaire, puisqu’elle représente environ 68 % de l’énergie totale de l’Univers.
D’autre part, la matière noire est davantage une matière qui tire sur l’espace qu’une matière qui le sépare. Tout aussi mystérieuse, c’est une boîte noire qui explique pourquoi les galaxies restent unies alors qu’elles ne semblent pas contenir suffisamment de matière visible.
En sachant comment l’Univers s’étend au fil du temps et comment sa matière s’agglutine, on pourrait en savoir plus sur la nature exacte de ces éléments. Pour cela, il faut savoir à quoi ressemblait l’Univers il y a environ 14 milliards d’années, quand il avait encore sa peau de bébé, ce qui nécessite une caméra capable de remonter le temps.
Heureusement, c’est exactement ce que peut faire le télescope Planck. Il a fourni un tel instantané sous la forme du fond diffus cosmologique, une carte du rayonnement qui continue de parcourir l’Univers comme un écho de ses premiers jours.
En 2015, le DES a publié la première de ses cartes du cosmos basées sur les données de 2 millions de galaxies recueillies par sa caméra de l’énergie sombre, donnant aux chercheurs un “maintenant” relativement plus récent à comparer avec le “alors”.
Avance rapide jusqu’à aujourd’hui : nous disposons désormais d’une nouvelle carte dix fois plus grande, basée sur l’analyse des formes de 26 millions de galaxies relativité générale et utilisation de la lentille gravitationnelle, un phénomène prédit par la première observation d’Einstein en 1919, qui a propulsé le génie d’origine allemande sous les feux de la rampe.
Jetez un coup d’œil à la nouvelle carte ci-dessous.
Chihway Chang, de l’Institut Kavli de physique cosmologique de l’université de Chicago, collaboration DES
Aujourd’hui, nous pouvons utiliser le fait que la masse modifie l’espace pour “voir” la matière noire en mesurant comment la lumière derrière elle se déforme à son passage, ce qui nous permet de mesurer la quantité et la distribution des deux types de matière dans une partie de l’Univers.
La comparaison de la carte de Planck avec celle produite par le DES a conforté le consensus sur la quantité de matière noire et d’énergie noire qu’il semble y avoir.
“Les mesures du DES, comparées à la carte de Planck, confirment la version la plus simple de la théorie de la matière noire et de l’énergie noire”, explique le chercheur Joe Zuntz de l’université d’Édimbourg.
“Le moment où nous avons réalisé que notre mesure correspondait au résultat de Planck à 7 % près a été passionnant pour toute la collaboration.”
Ces 7 % sont proches, mais le fait qu’ils ne soient pas exacts pourrait être passionnant pour une toute autre raison : si elle est confirmée, la différence entre les deux résultats pourrait signifier que la masse s’agglomère plus lentement que ne le prévoit la physique actuelle, ce qui laisse entrevoir quelque chose de non encore découvert.
Il y a fort à parier que des données supplémentaires permettront de rapprocher davantage les chiffres à l’avenir. Étant donné que les résultats n’ont pas encore été examinés par des pairs, toutes les mises en garde habituelles s’appliquent.
Mais les découvertes en astronomie commencent souvent par des divergences comme celle-ci, et cela vaut donc la peine d’y regarder de plus près.
“L’étude sur l’énergie sombre a déjà permis de faire des découvertes et des mesures remarquables, et les chercheurs n’ont fait qu’effleurer la surface de leurs données”, a déclaré le directeur du Fermilab, Nigel Lockyer.
“Les résultats d’aujourd’hui, qui sont à la pointe du progrès, laissent présager les grandes avancées que le DES fera pour comprendre l’énergie noire dans les années à venir.”
Alors qu’il reste encore un an et que seulement 1/30e du ciel a été cartographié jusqu’à présent, nous attendons avec impatience une carte encore plus grande et meilleure dans un avenir proche.
Les résultats actuels de l’enquête peuvent être consultés sur le site Web du DES.