EUCLID et l'énergie noire

Comment sonder l'invisible

General Public
Specialist

L’énergie et la matière noire interrogent notre curiosité. Censées expliquer la cohérence de l’Univers et surtout son expansion accélérée, elles font parties des grands sujets scientifiques d’actualité. Leur étude repose sur plusieurs théories extraordinairement développées qu’il faut aujourd’hui tester. Le dernier #CNESTweetup de 2012 aura été un voyage au cœur de ces grandes théories de l’astrophysique.

 

 

La matière et l’énergie noire fascinent les esprits curieux, désireux de comprendre le monde. Ce sont des sujets scientifiques très médiatisés que l’on commente facilement. Le mardi 18 décembre 2012, les Mardis de l’Espace du CNES nous ont offert l’occasion de rencontrer les experts de ce domaine : Olivier LaMarle, responsable des programmes Astronomie au CNES et Yannick Mellier, chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP). Les twittos étaient au rendez-vous comme chaque mois.

La recherche de la matière noire et de l’énergie noire repose sur des théories particulièrement complexes qu’il est difficile d’appréhender. L’évolution de ces théories conjointement avec les nouvelles observations astronomiques est un bel exemple illustrant l’histoire des sciences et des théories. Nous vous proposons de les redécouvrir au travers de quelques tweets représentatifs des échanges ayant eu lieu lors de la soirée.


 

De l’accélération de l’Univers à la masse manquante

 

En 1998, des études de la vitesse de supernovae et de galaxies éloignées ont montré que l’Univers était en expansion accélérée. Selon les théories actuelles, l’Univers est régi par la gravitation, force d’attraction qui tend à rapprocher les masses les unes des autres. L’expansion devrait donc ralentir. Pourtant, les observations montrent que l’Univers s’étend de façon accélérée et que les galaxies s’éloignent les unes des autres de la même manière.

 

 Un mystère, plusieurs théories

 

Il existe une incohérence entre la masse de matière prédite par la théorie, celle qui expliquerait une accélération de l’expansion de l’Univers, et ce qui est détecté par les observations. Plusieurs théories furent mises en place pour tenter d’expliquer cette différence.


La première propose que la théorie de la gravitation dévie de la réalité lorsque l’on atteint des dimensions cosmologiques. Cette hypothèse impliquerait une remise en cause de la théorie de la relativité générale d’Einstein aux grandes échelles. Il serait alors nécessaire d’établir une nouvelle théorie de la gravitation, valide aux échelles de l’ordre des milliards d’années-lumière. La théorie des cordes et les théories multi-univers sont les propositions les plus connues pour tenter de compléter ou de remplacer la théorie de la gravitation.

 

« Mais les physiciens sont conservateurs, » expliquait le co-lauréat du prix Nobel de Physique 2011 Adam Riess. « Nous ne voulons pas jeter notre théorie de la gravitation si nous pouvons la raccommoder. »

 

Pour tenter de conserver les théories de la gravitation, il est indispensable de faire l’hypothèse qu’il existe une masse manquante, ou un nouvel effet, invisible à nos observations. Il est assez courant en astrophysique de faire ainsi appel à un élément inconnu comme complément, afin d’expliquer les échecs d’une théorie.


 

La matière noire, et son corrélat l’énergie noire, ont donc été invoquées pour combler ce vide. Néanmoins, nous n’avons pour l‘instant aucun indice nous permettant de savoir quelle pourrait être leur nature.

Enfin une dernière théorie propose que le vide soit sujet à ce que l‘on appelle des fluctuations quantiques du vide. Celles-ci produiraient une « énergie du vide » invisibles et non-détectées aujourd’hui.

 

Euclid : une expérience pour discriminer les théories

 

Le projet Euclid a pour objectif d’identifier la ou les théories expliquant l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Pour cela, un satellite très sophistiqué permettra d’étudier d’infimes déformations de la forme des galaxies.


Si la matière noire existe, de grandes quantités de matières invisibles devraient se trouver dans l’espace entre nous et des objets très lointains. Celles-ci dévieraient la trajectoire des photons de lumière ce qui causerait des déformations de la forme des galaxies. Une telle observation nous indiquerait alors la présence éventuelle de matière noire entre nous et la galaxie en question.

Euclid est une mission moyenne de l’ESA essentiellement européenne. Son lancement est prévu pour 2020. Elle pourrait nous en apprendre beaucoup sur la matière qui nous entoure. Il se pourrait même que le siècle à venir assiste à une révolution de notre compréhension de l’Univers.

 

Pour en savoir plus sur la mission Euclid et le mystère de l’énergie noire, vous pouvez consulter notre précédent article dédié à ce sujet : Euclid et le mystère de l’énergie noire

 

Vous pouvez aussi revivre le livetweet du Mardi de l’Espace de décembre 2012 grace au storify du #CNESTweetup ou réécouter les échanges et les explications des experts grace au podcast  du CNES.

 

 

 

0
There are no comments for this post. Be the first to comment...
Comment on this article
Become a scientific journalist
Help popularize science!
suggest-article Submit an article

Thematic Collections

  • Open Access

    All about open access in science

    [Open Access Interview] Christine Ollendorff: “Opening science to citizens is one of the main goals of open access.”
    [Open Access Interview] Christine Ollendorff: “Opening...
    [Open Access Interviews] Hervé Le Crosnier
    [Open Access Interviews] Hervé Le Crosnier
  • Women In Science

    The place of women in science, portraits of women scientists

    The First European Women Researchers Day: “Let us add more than a factor of two!”
    The First European Women Researchers Day: “Let us add ...
    Tomorrow, European Women Researchers Day Launches in Paris
    Tomorrow, European Women Researchers Day Launches in Par...
  • Science 2.0

    News and the development of Science 2.0

    [Open Access Interviews] Odile Hologne
    [Open Access Interviews] Odile Hologne
    Open communities bring the Open Access Button to life
    Open communities bring the Open Access Button to life