Une équipe de cosmologistes a récemment révélé que l’énergie noire, qui accélère l’expansion de l’univers, pourrait être en déclin. En analysant des données provenant de millions de galaxies, ils renforcent l’idée que cette force n’est pas constante. Les résultats, présentés lors d’un sommet de physique, suggèrent des implications majeures pour notre compréhension de l’univers. Les recherches actuelles explorent également l’évolution de l’énergie noire, remettant en question des concepts établis sur son rôle cosmique.
La Révélation de l’Énergie Noire
Au printemps dernier, une équipe composée de près de mille cosmologistes a fait une annonce stupéfiante : l’énergie noire, cette force mystérieuse qui accélère l’expansion de l’univers, pourrait être en train de diminuer. En combinant le mouvement de millions de galaxies avec d’autres données, les chercheurs ont obtenu des résultats préliminaires indiquant cette possibilité. Aujourd’hui, les scientifiques affirment avoir analysé plus du double des données précédentes, renforçant ainsi l’hypothèse d’un affaiblissement de l’énergie noire.
« Nous avons désormais une confiance bien plus solide que l’année dernière quant à l’existence de ce phénomène », a déclaré Seshadri Nadathur, membre du projet DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), le groupe à l’origine de ces nouvelles découvertes.
Les résultats récents, dévoilés lors du Global Physics Summit à Anaheim, en Californie, corroborent ceux d’un second groupe de cosmologistes, le Dark Energy Survey (DES), qui compte 400 membres. Ce dernier a également observé une vaste région de l’univers et, début mars, a rapporté des indices suggérant une fluctuation de l’énergie noire.
« C’est fascinant de constater que plusieurs études convergent vers l’idée que l’énergie noire n’est pas constante », a déclaré Michael Troxel, membre de l’équipe DES à l’Université Duke.
Si ces indices d’une énergie noire évolutive sont confirmés par de nouvelles données, cela pourrait révolutionner notre compréhension du destin ultime de l’univers. Une énergie noire avec une densité et une pression constantes entraînerait une expansion éternelle, séparant chaque particule et annihilant toute activité.
En revanche, une énergie noire en évolution ouvrirait la porte à des futurs alternatifs. « Cela remet en question notre vision du destin de l’univers », explique Mustapha Ishak-Boushaki, cosmologiste à l’Université du Texas à Dallas et membre de l’équipe DESI. « C’est un véritable tournant. »
Exploration et Cartographie de l’Univers
Les astrophysiciens ont mis en évidence l’impact de l’énergie noire pour la première fois à la fin des années 1990. Deux équipes ont étudié des supernovae éloignées et ont constaté que celles-ci s’éloignaient de notre Voie lactée à un rythme plus rapide que prévu. Un phénomène inexplicable semblait propulser l’expansion de l’univers.
Les physiciens théoriciens avaient une idée précise de ce phénomène : l’énergie du vide spatial. Dans sa théorie de la gravitation, Einstein a introduit une « constante cosmologique », une forme d’énergie qui possède une densité et une pression constantes, provoquant une force de répulsion. Les physiciens l’associent aux champs quantiques qui dynamisent l’espace apparemment vide.
Bien que cette énergie semble négligeable à petite échelle, elle s’accumule à l’échelle cosmique, poussant les galaxies à s’éloigner de plus en plus vite à mesure que l’espace se dilate. La confirmation de l’accélération de l’expansion a non seulement validé les théories sur les champs quantiques et la gravitation, mais a également soulevé de nouvelles interrogations.
La cosmologie a fait des avancées significatives au fil des années. Tant le DESI que le DES s’attaquent à la cartographie de millions d’objets célestes, fournissant ainsi la résolution nécessaire pour déterminer si l’énergie noire est effectivement une constante cosmologique ou si elle peut changer subtilement.
Le DESI, installé sur le Kitt Peak en Arizona, bénéficie d’une vue particulièrement précise grâce à ses milliers de télescopes robotiques orientables. Depuis mai 2021, ces instruments ont scruté le ciel chaque nuit, collectant la lumière de galaxies lointaines. En une seule année, le télescope a observé six millions de galaxies, mesurant avec précision leur vitesse d’éloignement.
De nombreuses galaxies sont si distantes que leur lumière a mis des milliards d’années à nous atteindre, illuminant ainsi les 11 milliards d’années de l’histoire cosmique. Les cosmologistes du DESI ont particulièrement étudié la manière dont ces galaxies se regroupent en coques sphériques, vestiges des ondes ayant traversé un univers alors plus dense. Ces coques ont permis de reconstruire l’expansion de l’univers en détail.
En avril de l’année dernière, les chercheurs du DESI ont partagé les résultats de leur première année d’observation, indiquant des signes d’une diminution possible de l’énergie noire au cours des derniers milliards d’années, remettant en cause l’idée d’une densité constante.
Bien que l’équipe du DESI ait exprimé son enthousiasme, elle a également fait preuve de prudence, qualifiant ses conclusions de « pistes » plutôt que de « preuves » définitives. Des précédents en physique avaient montré que des anomalies similaires avaient pu se résoudre avec l’accumulation de données supplémentaires.
À l’automne dernier, le groupe a publié une analyse plus approfondie qui, au-delà des coques sphériques, a également pris en compte des motifs plus subtils dans la distribution des galaxies.