Une mystérieuse énergie sombre à l'origine de l'expansion de l'Univers

le Grand nuage de Magellan. Ce coin de la nébuleuse de la Tarentule accueille des filaments gazeux, résidus d'étoiles explosées. © NASA/STSCI

Il aura fallu étudier la répartition de 250.000 galaxies dans un vaste volume du cosmos... Au bout du compte, ce travail sans précédent, réalisé par 27 astronomes britanniques et australiens sous la houlette de George Efstathiou de l'université de Cambridge, a abouti à démontrer une nouvelle fois que "l'expansion s’accélère". Elle se poursuivra "de plus en plus vite pendant un temps infini" ! Autrement dit, l'Univers engendré par le big bang est éternel. Il ne se recontractera pas en énorme "big crunch". Exit le ralentissement supposé du mouvement.

L'énergie qui vient du vide

Aujourd'hui, l'hypothèse a donc été confirmée. Grâce aux travaux menés sur près de cinq ans avec le télescope AAT de 3,9 mètres basé à Siding-Spring, en Nouvelle-Galle du Sud (Australie), les chercheurs ont acquis la conviction que le destin du cosmos est régi pour 70% par de l'énergie sombre. Une mystérieuse composante qui serait liée à la nature intime du vide. Elle avait été introduite, à regret, par Albert Einstein dans les équations de la Relativité. Mais le maître n'y croyait guère.

Côté obscur de la force...

Désormais, il faut faire avec cette nouvelle venue qu'Einstein avait associée à une "constante cosmologique" controversée. Cette énergie cachée du cosmos agit, en fait, comme une force répulsive à très grande distance où elle contrecarre l'attraction de la gravité. La matière présente dans l'Univers — étoiles brillantes ou bien substance exotique et invisible (alias la matière sombre) — n'intervient qu'à hauteur de 30 % dans son destin et c'est elle qui infléchit l'élan de l'expansion.

La détermination de la part de la constante cosmologique d'Einstein, donc de l'importance de l'énergie sombre, découle d'une analyse géométrique assez fine. A la suite de leur campagne, les astronomes britanniques et australiens ont constaté que les amas de galaxies semblaient présenter une forme plutôt allongée (analogue à celle d'un grain de riz) et non la structure sphérique classique que confère la gravité. Une illusion d'optique bien connue (l'effet Doppler, lié au mouvement propre des galaxies). Or, cette déformation qui traduit la manière dont se forment les amas de galaxies dépend de la densité de la matière contenue dans l'Univers...

Liens sur le web :

- Le site de l'équipe qui annonce la découverte (en anglais)

- La relativité générale, la géométrie et la dynamique du big bang selon Alain Bouquet, chercheur au Collège de France. Un petit chef-d’oeuvre de vulgarisation.