L’énergie sombre s’avère encore plus étrange que nous le pensions

L’univers est un endroit étrange : seulement 5 % de la masse de tout ce qui existe est constitué de matière ordinaire. Le reste est constitué de 25 % de matière noire et de 70 % d’énergie noire. La matière noire est déjà un phénomène mystérieux, étant vraisemblablement constituée de particules qui n'interagissent pas avec la lumière, mais l'énergie noire est peut-être encore plus déroutante. Les scientifiques savent qu’elle doit exister, mais elle devient de plus en plus étrange.

L’énergie sombre doit exister car nous pouvons voir la façon dont elle affecte l’expansion de l’univers. Nous savons que l’univers est en expansion, et que cette expansion s’accélère avec le temps, grâce aux mesures d’objets distants dont la luminosité est fixe et connue. L’énergie sombre est la force théorique qui accélère cette expansion.

Cependant, cette théorie comporte quelques failles à résoudre. Une découverte étrange est que la force que l’énergie noire a exercée sur l’univers au fil du temps semble avoir changé, car elle semblait avoir plus d’effet dans l’univers primitif qu’aujourd’hui – mais beaucoup de gens ont supposé qu’il s’agissait d’une sorte d’erreur dans les mesures, car les théories de l’énergie noire suggéraient généralement qu’elle devrait être constante dans le temps.

Aujourd’hui, cependant, de nouvelles preuves issues d’un projet de trois ans appelé Dark Energy Survey suggèrent que l’énergie noire évolue réellement avec le temps ; une découverte qui pourrait bouleverser les modèles physiques actuels de l’univers.

Le projet a utilisé les données d'un instrument spécial appelé Dark Energy Camera , monté sur le télescope Víctor M. Blanco de 4 mètres au Chili, et de l'instrument spectroscopique d'énergie noire (DESI), monté sur le télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres en Arizona. Une coalition de centaines de chercheurs du monde entier a travaillé sur les données, notamment en créant une carte 3D de l’univers montrant les structures créées par la gravité – vue ci-dessus.

Les résultats suggèrent que l’énergie noire est dynamique et change avec le temps, et qu’elle était plus forte dans les premiers stades de l’univers mais qu’elle est plus faible maintenant. C'est particulièrement étrange car la plupart des modèles considèrent l'énergie noire comme une force fixe, comparable à la gravité. Mais ce n’est peut-être pas le cas.

"Ce résultat est intrigant car il fait allusion à une physique au-delà du modèle standard de la cosmologie", a déclaré Juan Mena-Fernández du Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble, en France. « Si d’autres données confirment ces résultats, nous pourrions être au bord d’une révolution scientifique. »

Les scientifiques ne sont pas encore tout à fait prêts à abandonner le livre de cosmologie standard, mais en utilisant des outils comme DESI, capables de recueillir simultanément la lumière de milliers de galaxies lointaines, ils affinent leur compréhension de l’énergie noire au fil du temps. Plus de données et plus de travaux théoriques aideront à affiner la compréhension de cette force étrange.

"Nos résultats constituent un terrain fertile pour nos collègues théoriciens qui examinent des modèles nouveaux et existants, et nous sommes impatients de voir ce qu'ils proposent", a déclaré Michael Levi, directeur du DESI et scientifique au Berkeley Lab. "Quelle que soit la nature de l'énergie noire, elle façonnera l'avenir de notre Univers. Il est assez remarquable que nous puissions regarder le ciel avec nos télescopes et essayer de répondre à l'une des plus grandes questions que l'humanité ait jamais posées."