L’énergie noire s’affaiblit-elle ? De nouvelles données soutiennent une découverte surprenante

L’énergie noire s’affaiblit-elle ? De nouvelles données soutiennent une découverte surprenante

De nouvelles données confirment la découverte selon laquelle l'énergie noire, la force mystérieuse qui sépare les galaxies, a diminué au cours des 4,5 milliards d'années.

L'effet est devenu prudent pour la première fois signalé en avril de l'année dernière, mais les derniers résultats présentés le 19 mars par la collaboration Dark Energy Spectroscopique Instrument (DESI) lors d'une réunion de l'American Physical Society à Anaheim, en Californie, reposent sur trois années de collecte de données, contre un an pour les résultats annoncés en 2024.

«Maintenant, je fais vraiment attention», déclare Catherine Heymans, astronome à l'Université d'Édimbourg, au Royaume-Uni, et astronome du Royaume d'Écosse.

Si les résultats se confirment, cela pourrait obliger les cosmologistes à réviser leur « modèle standard » de l’histoire de l’univers. Le modèle supposait généralement que l’énergie sombre était une propriété inhérente à l’espace vide qui ne changeait pas avec le temps – une « constante cosmologique ».

«Le défi a été lancé aux physiciens d'expliquer cela», explique Heymans.

Cartographie cosmique

Le télescope DESI est situé à l’observatoire national de Kitt Peak, près de Tucson, en Arizona. Il utilise 5 000 bras robotisés pour diriger les fibres optiques vers des points sélectionnés où des galaxies ou des quasars se trouvent dans son champ de vision. Les fibres transmettent ensuite de la lumière à des spectrographes sensibles qui mesurent le décalage vers le rouge de chaque objet, c'est-à-dire à quel point ses ondes lumineuses ont été étirées par l'expansion de l'espace sur leur chemin vers la Terre. Les chercheurs peuvent estimer la distance d'un objet en fonction de son redshift pour créer une carte 3D de l'expansion de l'univers.

Sur cette carte, les chercheurs examinent ensuite la densité des galaxies pour identifier les variations provenant des ondes sonores appelées oscillations acoustiques baryoniques (BAO), qui existaient avant le début de la formation des étoiles. Ces variations ont une échelle caractéristique qui a commencé à 150 kiloparsecs (450 000 années-lumière) dans l'univers primordial et augmente avec l'expansion cosmique ; leur taille a maintenant été multipliée par 1 000 à 150 mégaparsecs, ce qui en fait les plus grandes structures connues de l'univers actuel.

En suivant l'évolution de la taille des BAO, les chercheurs peuvent reconstruire l'évolution du taux d'expansion de l'univers au fil des éternités. Il y a environ 5 milliards d’années, l’expansion est passée d’une décélération à une accélération sous l’influence de l’énergie noire. Jusqu'à l'année dernière, les données cosmologiques concordaient avec le fait que l'énergie noire était une constante cosmologique, ce qui signifie que l'univers devrait continuer à s'étendre à un rythme de plus en plus rapide.

Mais les résultats de la dernière analyse du DESI suggèrent que l’expansion cosmique s’accélère moins aujourd’hui que par le passé, ce qui est incompatible avec l’hypothèse selon laquelle l’énergie noire est une constante cosmologique. Au lieu de cela, les données suggèrent que la densité énergétique de l’énergie noire – la quantité d’énergie noire par mètre cube d’espace – est désormais inférieure d’environ 10 % à ce qu’elle était il y a 4,5 milliards d’années.