The Japan Times - L'énergie sombre semble évoluer, chamboulant notre vision de l'Univers

"Ce que nous voyons est profondément intrigant" et "nous sommes peut-être à l'aube d'une découverte majeure" sur la nature fondamentale de notre Univers, a déclaré mercredi dans un communiqué Alexie Leauthaud-Harnett, un des porte-parole de la collaboration internationale DESI, qui réunit 70 institutions - dont le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) - autour du Berkeley Lab américain.

Installé sur un télescope dédié au sommet de l'observatoire américain de Kitt Peak (Arizona), l'Instrument spectroscopique pour l'énergie sombre (DESI) a pour mission d'aider à comprendre cette force, une des grandes énigmes de la physique.

Ses fines fibres optiques robotisées observent simultanément pendant vingt minutes 5.000 galaxies ou quasars - un objet très brillant avec un trou noir en son centre. Ce qui sert à calculer leur âge et leur éloignement, puis à cartographier l'Univers en 3D et à y détecter des motifs qui permettent de retracer son histoire.

On sait depuis un siècle que l'Univers est en expansion depuis ses origines: les amas de galaxies ne cessent de s'éloigner les uns des autres. Et on a découvert dans les années 1990 que cette expansion s'est nettement accélérée il y a quelque six milliards d'années (l'Univers a 13,8 mds d'années).

Pour expliquer ce phénomène, dont la découverte a été couronnée d'un prix Nobel, les physiciens ont postulé l'existence d'une énergie répulsive: l'énergie sombre. Dont les effets sont en partie compensés par la matière ordinaire et une hypothétique matière noire.

La théorie dominante décrivant la structure et l'évolution du cosmos prédit que l'Univers observable est constitué à 70% d'énergie sombre, de 25% de matière noire et de seulement 5% de matière ordinaire.

- "Moment charnière" -

Dans ce "modèle cosmologique standard", baptisé Lambda-CDM, Lambda désigne la constante en lien avec l'énergie sombre, une idée initialement introduite par Einstein dans sa théorie de la relativité générale.

Or si ce modèle standard est "satisfaisant", il "commence à y avoir des tensions" avec les observations, explique à l'AFP Arnaud de Mattia, physicien au CEA ayant participé à l'analyse des données de DESI.

Avec d'autres mesures - sur la lumière primitive de l'Univers, les supernovae ou la façon dont la gravité déforme la lumière des galaxies - , elles suggèrent de plus en plus que l'énergie sombre n'est pas constante.

Son impact "pourrait s'affaiblir au fil du temps", souligne la collaboration DESI dans un communiqué accompagnant la présentation à la Conférence de la société américaine de physique d'Anaheim (Californie) d'études issues de trois ans d'observations portant sur 15 millions de galaxies et de quasars.

"Quand on combine toutes les données cosmologiques, celles-ci favorisent une accélération de l'expansion de l'Univers légèrement plus importante aux alentours de 7 mds d'années dans le passé", détaille M. de Mattia. Et cette accélération "tend à diminuer" depuis 2,5 mds d'années.

Mais il n'y a pour le moment "pas de certitude absolue", précise le chercheur.

Pour l'atteindre, il faudra de nouvelles données de DESI et celles d'autres instruments, comme le télescope européen Euclid ou les prochains téléscope statial Nancy Grace Roman et observatoire Vera Rubin au Chili. "Nous devrions y voir plus clair d'ici cinq ans", espère Etienne Burtin, également physicien au CEA.

"Cette nouvelle génération d'enquêtes va trancher la question. Elle transformera ces indices en une découverte. Ou bien nous montrera que nous étions sur la mauvaise voie et que l'énergie noire est bel et bien constante", abonde auprès de l'AFP Joshua Frieman, co-fondateur du programme Dark Energy Survey (DES) et ancien collaborateur de DESI, qui évoque un "moment charnière".

La confirmation d'une énergie sombre "dynamique" serait une "révolution du niveau de ce qui s'est passé avec la découverte de l'accélération de l'expansion", souligne M. Burtin.

Et dans ce cas, "le modèle cosmologique standard devra être différent", ajoute-t-il.

Il faudra alors voir si les théories alternatives existantes peuvent mieux reproduire les observations. Ou en élaborer de nouvelles. Pour faire un pas de plus dans la compréhension de l'Univers.

S.Yamada--JT