Portugal Colonial - L'Univers continue bien de grandir, avec un petit coup de frein

Installé sur un télescope dédié au sommet de l'observatoire américain de Kitt Peak (Arizona), l'Instrument spectroscopique pour l'énergie sombre (DESI) est doté d'un véritable œil de mouche. Avec 5.000 fines fibres optique robotisées, dont chacune observe pendant vingt minutes une galaxie, ce qui permet de calculer son éloignement, et donc l'âge de l'Univers quand cette galaxie a émis sa lumière.

"On a mesuré la position des galaxies dans l'espace et aussi dans le temps, puisque plus elles sont éloignées, plus on remonte dans le temps, vers un Univers de plus en plus jeune", explique à l'AFP Arnaud de Mattia, du Commissariat à l'énergie atomique (CEA), qui co-dirige le groupe d'interprétation cosmologique des données.

En un an, DESI, collaboration internationale de 70 institutions autour du Berkeley Lab américain, a déjà dressé une carte de six millions de sources lumineuses, galaxies et quasars, sur les 11 derniers milliards d'années de l'histoire de l'Univers (qui a 13,8 milliards d'années).

Elle en a annoncé les résultats jeudi dans deux conférences, en Suisse et aux Etats-Unis, avant la publication d'une série d'articles scientifiques dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

La mission principale de DESI est d'aider à comprendre la nature de l'énergie sombre, un élément aussi théorique que mystérieux, supposé responsable d'une accélération de l'expansion de l'Univers. En l’occurrence l'éloignement croissant et toujours plus rapide des amas de galaxies entre eux, comme si l'espace qui les sépare n'en finissait pas de gonfler.

Dans le modèle cosmologique standard, l'Univers observable est constitué de 5% de matière baryonique -c'est-à-dire ordinaire-, de 25% d'une hypothétique matière noire froide et de 70% d'énergie sombre.

On sait depuis un siècle que l'Univers est en expansion depuis ses origines. Et on a découvert plus récemment que cette expansion s'était nettement accélérée quelque six milliards d'années après le Big Bang.

Là où les deux matières (baryonique et noire) ralentissent cette expansion, l'énergie sombre, elle, l'accélère. Et elle a clairement le dessus, selon ce modèle baptisé Lambda-CDM, dans lequel Lambda désigne la constante cosmologique en lien avec l'énergie sombre.

- Comportement peu orthodoxe -

"Jusqu'à présent, nous constatons un accord de base avec notre meilleur modèle de l'Univers, mais nous observons aussi quelques différences potentiellement intéressantes, qui pourraient indiquer que cette énergie noire a évolué avec le temps", déclare Michael Levi, directeur de la collaboration DESI, cité dans un communiqué du Berkeley Lab du Département américain de l'énergie.

En d'autres termes, et le conditionnel est plus que de rigueur, rappelle Arnaud de Mattia, "les données de DESI semblent montrer que la constante cosmologique Lambda ne serait pas réellement une constante": l'énergie noire aurait un "comportement dynamique" selon les époques considérées.

L'accélération de l'expansion aurait ainsi été "plus importante dans le passé, à partir de 6 milliards d'années, avant de diminuer dans les temps récents", complète Christophe Yèche, physicien au CEA qui a participé à la préparation du relevé DESI.

Le scénario d'une variation de l'énergie noire dans le temps reste à confirmer par encore plus de données de DESI et celles d’autres instruments, comme le téléscope spatial européen Euclid.

Mais si cette décélération devait être confirmée, il faudrait alors s'accommoder du comportement peu orthodoxe de l'énergie sombre. En remplaçant par exemple la constante cosmologique par un champ de force lié à une particule -restant à identifier- qui modifierait la constante de l'énergie sombre.

Ou bien en modifiant les équations de la relativité générale, "pour qu'elles se comportent légèrement différemment à l'échelle des grandes structures", selon M. de Mattia.

On n'en est pas là. Le chercheur rappelle que l'histoire des sciences n'est pas avare de cas "où l'on a vu des déviations de ce type qui se sont résorbées avec le temps". Après tout, à plus de cent ans d'âge, la théorie de la relativité générale d'Einstein se porte encore comme un charme.

A.Seabra--PC