Série Cosmos : après le Big Bang, mieux cerner l’expansion de l’Univers

A travers le programme DESI, six cents chercheurs cherchent à percer les mystères de l’« énergie noire ».

Par Publié le 11 février 2020 à 18h00

Temps de Lecture 3 min.

Article réservé aux abonnés

Il va tenter de résoudre l’une des principales énigmes du Big Bang. L’instrument « DESI », qui a été mis en service en octobre 2019 sur le télescope Mayall de l’observatoire national de Kitt Peak, en Arizona (Etats-Unis), est un concentré de technologies innovantes utilisées pour la cosmologie. Ce dispositif va, durant cinq ans, mesurer les positions et les distances de 35 millions de galaxies et de 2,4 millions de quasars. Avec un objectif : reconstituer l’histoire de l’Univers et établir la nature de l’« énergie noire », cette mystérieuse force qui pousse ce dernier à accélérer son expansion.

L’existence de cette « énergie noire » pose un sérieux problème aux astronomes. Depuis les travaux de Edwin Hubble (1889-1953), ces derniers savent que l’Univers, initialement dense et chaud, est en « expansion » : les galaxies dont il est composé s’écartent les unes des autres à mesure que l’espace gonfle, tel un ballon de baudruche. Mais, en 1998, deux équipes impliquées dans des programmes d’observation de supernovae très lointaines annoncent, à la surprise générale, que cette progression ne s’est pas toujours déroulée au même rythme : le cosmos grossirait plus rapidement aujourd’hui que par le passé. La raison ? La présence dans l’univers d’une forme d’énergie inconnue se comportant comme une force gravitationnelle répulsive : l’énergie noire.

Deux décennies plus tard, les chercheurs n’en savent guère plus sur cet étrange phénomène. Mais ils ont pu le confirmer. Et établir qu’à la différence de la matière ordinaire ou de la matière noire dont les densités dans l’Univers diminuent à mesure que l’espace grandit, l’énergie noire semble maintenir constant son taux d’occupation du cosmos. Pour le reste, c’est largement l’inconnu. Cette forme d’énergie nouvelle se répartit-elle uniformément dans l’Univers ? A-t-elle toujours été présente ? Quelle est son origine ? Les observations n’ont pas permis d’apporter de réponses satisfaisantes à ces questions. Et les scientifiques ont du mal à trancher entre les différentes théories en vigueur.

Une tâche titanesque

D’où le projet « DESI ». Impliquant six cents chercheurs de treize pays dont la France, il vise à équiper le télescope de 4 mètres d’un instrument à même d’aboutir à des cartes tridimensionnelles montrant la répartition des galaxies aux différents âges de l’Univers. « Elles se concentrent préférentiellement dans certaines régions, formant un réseau connu sous le nom d’“oscillations baryoniques acoustiques” dont la structure est en principe restée inchangée depuis 13,7 milliards d’années », explique Nathalie Palanque-Delabrouille, cosmologiste à l’IRFU du CEA à Saclay et porte-parole de l’expérience DESI. En comparant les distances caractéristiques de cette « toile cosmique » en différents points de la voûte céleste et d’une époque à une autre, les astronomes espèrent établir comment l’expansion de l’Univers a évolué au cours de ces onze derniers milliards d’années et ainsi accéder à des informations sur l’énergie noire.

Lecture du Monde en cours sur un autre appareil.

Vous pouvez lire Le Monde sur un seul appareil à la fois

Ce message s’affichera sur l’autre appareil.

  • Parce qu’une autre personne (ou vous) est en train de lire Le Monde avec ce compte sur un autre appareil.

    Vous ne pouvez lire Le Monde que sur un seul appareil à la fois (ordinateur, téléphone ou tablette).

  • Comment ne plus voir ce message ?

    En cliquant sur «  » et en vous assurant que vous êtes la seule personne à consulter Le Monde avec ce compte.

  • Que se passera-t-il si vous continuez à lire ici ?

    Ce message s’affichera sur l’autre appareil. Ce dernier restera connecté avec ce compte.

  • Y a-t-il d’autres limites ?

    Non. Vous pouvez vous connecter avec votre compte sur autant d’appareils que vous le souhaitez, mais en les utilisant à des moments différents.

  • Vous ignorez qui est l’autre personne ?

    Nous vous conseillons de modifier votre mot de passe.