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L'énergie sombre constituerait la majeure partie de l'Univers et serait à l'origine de son accélération

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Au début juillet s'est tenu à l'Institut d'astrophysique de Paris un colloque au titre bien mystérieux : « Sur la nature de l'énergie noire ». Cette irruption sur la scène scientifique d'un concept tenant plus de l'alchimie et de la mystique que de la science dure n'était pas anodine. L'énergie noire était devenue « le » sujet de l'année 2002, réunissant cosmologistes et physiciens théoriciens. La raison : quelque cinq mois auparavant, un article paru en Grande-Bretagne, dans les Monthly Notices of the Royal Academy of Science , avait convaincu la communauté scientifique qu'un phénomène étourdissant pour la pensée humaine était à l'oeuvre : l'accélération de l'expansion de l'Univers. Quelques mois plus tard, les chercheurs de l'expérience Archéops le confirmaient. D'après leurs analyses très précises du rayonnement de bruit de fond cosmologique, vestige du Big Bang, ils déduisaient que l'Univers connaissait effectivement une expansion accélérée sous la pression négative d'une mystérieuse énergie noire. C'était là un renversement complet de pensée puisque, selon les vues traditionnelles des cosmologistes, si l'Univers était en expansion depuis le Big Bang, celle-ci, loin d'accélérer, devait ralentir depuis quinze milliards d'années. Les distances extragalactiques dites cosmologiques sont, elles, calculées depuis Edwin Hubble, en 1929, en fonction de différents paramètres, comme le décalage spectral de la lumière de leur source, mais aussi de paramètres plus globaux : tout d'abord la densité de matière présente dans l'Univers, puis la constante de Hubble qui caractérise la vitesse d'expansion, mais aussi, et surtout, la mystérieuse constante cosmologique d'Einstein. Cette dernière connaît aujourd'hui un regain d'intérêt, alors qu'elle était tombée en désuétude depuis soixante-dix ans. Einstein avait rajouté ce terme négatif à ses équations de relativité générale afin que le résultat décrive un Univers statique conforme aux idées de l'époque. Quelques années plus tard, les cosmologistes attribuèrent à ce terme une valeur nulle, lorsque Edwin Hubble découvrit que l'Univers n'était pas statique, mais en expansion. Depuis quatre ans, cette constante est réapparue dans les équations, mais avec un signe positif, opposé à celui donné par Einstein. La constante cosmologique correspond alors à un milieu répulsif, une sorte d'antigravité qui, semblant dominer depuis sept milliards d'années, accélère l'expansion de l'Univers. Cela semble bel et bien être le cas. Car, l'an dernier, deux équipes étudiant des phénomènes complètement indépendants des supernovae sont parvenues aux mêmes conclusions. Chacune juge cette accélération nécessaire pour expliquer leurs résultats. « Nous confirmons l'accélération », ont clamé cet automne les physiciens français de l'expérience Archéops , qui vola en ballon pendant dix-neuf heures le 7 février 2002 à partir de la base suédoise de Kiruna. Leur sondage du bruit de fond cosmologique à grande échelle angulaire a, entre autres, permis d'affiner la composition énergétique de l'Univers. Sa densité de matière ne représente que 27 % (± 6 %) de l'énergie totale. Une valeur en accord avec les mesures des études précédentes, qui évaluaient cette densité à 30 %, dont la plus grande part (25 %) provient de la matière noire, encore inconnue mais qui exerce une influence gravitationnelle observable sur les galaxies et leurs amas. L'équipe dirigée par Alain Benoit, du centre de recherche sur les très basses températures de Grenoble, conclut elle aussi que l'Univers est dominé à 70 % par un milieu répulsif, appelé énergie noire et représenté dans les équations par la constante cosmologique. D'autres études étayent cette vision d'un Univers de densité de matière faible, dominé par une énergie noire qui accélère son expansion. Elles utilisent le phénomène de lentille gravitationnelle, dans lequel la lumière d'une source est déviée et amplifiée par la présence, sur la ligne de visée, d'un astre très massif comme une galaxie ou un amas de galaxies. La concordance de toutes ces expériences a fait sursauter plus d'un cosmologiste. À l'aube du XXIe siècle, il devient clair que 95 % de l'Univers nous est totalement étranger ! Les astrophysiciens s'aperçoivent que toutes leurs théories ne se fondent que sur l'observation des cinq petits pour cent visibles de l'énergie totale . De quoi rendre sceptique le commun des mortels, mais pas les scientifiques, qui continuent à bâtir leur édifice théorique contre vents et marées. Leur plus grand défi est aujourd'hui de dévoiler la nature de cette énergie noire, caractérisée par la constante cosmologique. Les cosmologistes et les physiciens théoriciens ont donc encore du pain sur la planche. En premier lieu, ils veulent mesurer le rapport entre la pression et la densité de ce milieu inhabituel. L'étude des supernovae de type Ia et les effets de lentilles gravitationnelles peuvent apporter des indications sur la valeur du rapport pression-densité, sur son éventuelle variabilité et, in fine, sur la nature de l'énergie noire . L'enjeu est d'importance : c'est elle qui, aujourd'hui, semble commander notre avenir à long terme. en deux mots Déjà mise en évidence il y a quatre ans à partir de l'étude de supernovae, l'accélération de l'expansion de l'Univers a été confirmée cette année par deux expériences indépendantes. Pour déduire ce résultat, la première a analysé plus de 220 000 galaxies, l'autre s'est penchée sur les inhomogénéités du bruit de fond cosmologique. Convaincus, les cosmologistes revoient leurs scénarios et tentent d'en comprendre la cause. Ils en appellent à une mystérieuse énergie noire, qu'ils tentent de caractériser en évaluant le rapport pression/densité de ce milieu encore inconnu.

La Recherche : http://www.larecherche.fr/data/361/03610341.html

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• Publié dans : Nanomatériaux
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