En 2021, une campagne d'observation automatisée, utilisant un instrument baptisé Desi, a commencé à dresser la carte en 3D la plus complète jamais réalisée des galaxies du cosmos observable. Les trois premières années de données collectées, couvrant près de 15 millions de galaxies et de quasars, ont été combinées avec des informations issues d'études sur le fond diffus cosmologique, les supernovae et des effets de lentille gravitationnelle faibles. Surprise, ces données sont de plus en plus favorables aux modèles d'énergie noire accélérant l'expansion de l'espace où cette énergie n'est pas décrite par la constante cosmologique d'Einstein et peut donc évoluer dans le temps, peut-être au point de causer un jour un Big Crunch. 

au sommaire

    En moins de 24 heures, on vient d'assister à un feu d'artifice d'annonces concernant deux très importants programmes de recherche, dont l'un des buts principaux est le même : déterminer la nature de la mystérieuse énergie noire qui accélère probablement l'expansion de l'espace depuis 7 milliards d'années, alors que l'on pensait que cette expansion était en décélération au sortir du Big BangBig Bang et jusqu'à aujourd'hui.

    C'est la mission Euclid qui a tout d'abord occupé le devant de la scène en milieu de journée, ce mercredi 19 mars 2025. Le consortium derrière elle, qui gère le satellite EuclidEuclid et l'analyse des données qu'il collecte, a fait savoir que les premières découvertes scientifiques, exposées dans des articles dont le processus d'évaluation par les pairs est en cours, sont arrivées, même si elles ne concernent pas encore l'énergie noire.

    Présentation par Françoise Combes de son cours 2016-2017 : « Énergie noire et modèles d'univers ». La cosmologiste et astrophysicienne explique la problématique de l'énergie noire, ses solutions possibles et les programmes d'observations prévues pour résoudre l'énigme de sa nature. © Collège de France

    Beaucoup plus fascinants sont déjà les nouveaux résultats concernant la même énigme qui ont été rendus publics par les membres de la collaboration internationale du grand relevé de galaxies Dark Energy Spectroscopic Instrument (Desi), mené avec le télescope Mayall de 4 mètres au Kitt Peak Observatory (Arizona) depuis mai 2021.

    Trois années d'étude des BAO avec Desi

    Les nouveaux résultats de Desi, révélés dans plusieurs communiqués dans la nuit du 19 au 20 mars 2025, s'inscrivent dans la continuité de ceux déjà présentés par cette collaboration il y a environ quatre mois, en 2024. Futura en avait parlé dans un précédent article (voir ci-dessous), auquel nous renvoyons pour plus de détails.

    Rappelons tout de même que le spectrographe multifibre de Desi mesure simultanément le spectrespectre lumineux de 5 000 objets astrophysiquesastrophysiques (voir une vidéo dans l'article ci-dessous) parmi plus de 40 millions de galaxies et de quasarsquasars à chaque pointé du télescope, permettant ainsi de cartographier l'UniversUnivers en trois dimensions et son évolution depuis 11 milliards d'années.

    Cette carte donne notamment accès aux oscillations acoustiques des baryonsbaryons, des processus qui sont liés à la naissance des galaxies et des grandes structures les rassemblant sous forme d'amas de galaxiesamas de galaxies dans des filaments. L'étude des oscillations acoustiques de baryons (BAO) permet de contraindre la géométrie du modèle cosmologique relativiste, de possibles déviations de la théorie de la relativité généralerelativité générale d'EinsteinEinstein dont plusieurs alternatives sont encore crédibles plus d'un siècle après sa découverte. Les BAO donnent aussi des contraintes sur les massesmasses des neutrinosneutrinos (sur la somme de ces masses pour être précis, complétant les estimations déjà obtenues avec les données du satellite Planck concernant le CMB, le rayonnement fossilefossile) qui ne sont pas fixés par le modèle standardmodèle standard de la physiquephysique des hautes énergies, ce qui constitue donc une fenêtrefenêtre éventuelle là aussi pour de la nouvelle physique.

    Inutile de faire patienter plus longtemps le lecteur : la grande nouvelle à retenir, c'est que la publication d'une série d’articles concernant les analyses des données de la troisième année d'activité des recherches avec Desi en contient un disponible sur Arxiv, qui enfonce un peu plus le clou déjà planté sur l'hypothèse que l'énergie noire ne varie pas dans le temps et se comporte comme la fameuse constante cosmologiqueconstante cosmologique Λ, introduite pour la première fois par Einstein en 1917 dans son célèbre article fondateur de la cosmologiecosmologie relativiste.

    En fait, cette variation commence à être convaincante si l'on combine non seulement les données de Desi concernant les galaxies, mais aussi celles concernant les supernovaesupernovae de type SNSN Ia, directement utilisées pour découvrir l'accélération de l'expansion du cosmoscosmos observable à la fin des années 1990, avec les données du rayonnement fossile fournies par le satellite Plancksatellite Planck.

    Techniquement, cela permet de contraindre l'équationéquation d'état de l'énergie noire dans un espace des paramètres si on la suppose variable dans le temps, comme nous l...
    [Courte citation de 8% de l'article original]