l’une des plus grandes énigmes de l’univers, expliquée par la NASA

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Il y a 13,8 milliards d’années, le Big Bang (qui a duré un billionième de seconde) a provoqué une expansion rapide de l’Univers. Contrairement à ce que l’on pensait, cette expansion a été accélérée par une force inconnue appelée « énergie noire ».
Mauricio Saldivar

Mauricio Saldivar 19/06/2024 14h30 8 minutes

Au début des temps, il n’y avait pratiquement rien… à l’exception de l’immensité de l’univers observable, avec toute sa matière et ses radiations comprimées en une masse incroyablement dense et chaude de quelques millimètres de diamètre seulement.

Oui, ça sonne incompréhensible.

Pour cela Stéphane Colportage, Le brillant physicien, cosmologiste et écrivain britannique a souligné que rien de ce qui aurait pu exister avant le début de l’univers tel que nous le connaissons n’a rien à voir avec ce qui a suivi… et que il n’y a aucune théorie qui peut l’expliquer.

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Pour Hawking, au moment de son Origine, l’univers était une singularité, un instant où toutes les lois de la physique cesseraient de s’appliquer. Et il y a environ 13,8 milliards d’années, le cosmos a commencé à connaître une expansion rapide que nous appelons « Big Bang », un cataclysme cosmique unique. Après cette expansion initiale, qui n’a duré qu’une fraction de seconde (un billionième de seconde), la gravité a commencé à ralentir l’univers. Mais l’espace ne resterait pas ainsi, car 9 milliards d’années Après le Big Bang, son expansion a commencé à s’accélérer, poussée par une force inconnue que les scientifiques ont appelée l’énergie noire.

Histoire d’une découverte

Les atomes qui composent tout ce qui est connu ne constituent que 5 % du cosmos. Les 95 % restants sont ce que les scientifiques appellent l’énergie noire (près de 70 %) et 25 % sont ce que l’on appelle la matière noire. Tous deux portent l’adjectif « sombre » car on ne les voit pas.

Énergies et matériaux
Plus nous regardons loin, plus nous nous rapprochons du Big Bang. Cela nous permettra de connaître les réponses à de nombreuses questions que la science se pose aujourd’hui, parmi lesquelles ce que sont la matière noire et l’énergie noire.

En 1912, grâce aux travaux indépendants des astronomes américains Henrietta Swan Leavitt et Vesto Slipher, Il a été possible d’observer la vitesse à laquelle les galaxies s’éloignaient de nous. Ces observations ont été le début de nombreuses avancées scientifiques futures : en 1922, le scientifique et mathématicien russe Alexander Friedmann, basé sur le La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein Publié dans 1917, a proposé que l’univers était en expansion.

Dans 1927, l’astronome belge Georges Lemaître a conclu, indépendamment et en tenant également compte de la théorie de la relativité générale d’Einstein, que L’univers s’étend, malgré le fait qu’Einstein ait déclaré dans sa théorie que l’univers était statique.

En 1929, l’astronome Edwin Hubble a confirmé, en utilisant les données de l’astronome Milton Humason que l’univers est vraiment en expansiondans ce que l’on appelle aujourd’hui la loi de Hubble ou la loi de Hubble-Lemaître.

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En 1998, deux équipes différentes d’astronomes qui observaient des supernovae lointaines, se rendirent compte qu’elles s’étaient éloignées beaucoup plus vite que prévu. Cela ne pourrait qu’indiquer que l’univers lui-même doit s’étendre plus rapidement avec le temps. Ce travail a été récompensé par le Prix ​​Nobel de physique en 2011.

Maintenant tout ce qu’il restait à découvrir Qu’est-ce qui a poussé l’univers à s’étendre plus rapidement ? dans le temps.

Alors… qu’est-ce que l’énergie noire ?

La réponse courte est : nous ne le savons pas.

L’énergie sombre est c’est justement le nom que les astronomes ont donné au mystérieux « quelque chose » qui provoque l’expansion accélérée de l’univers. L’énergie noire n’a été découverte qu’à la fin des années 1990.

énergie noire
Conception artistique de l’énergie sombre (représentée par la grille violette ci-dessus) et de la gravité (grille verte ci-dessous). La gravité émane de toute matière dans l’univers, même de la matière noire.

énergie noire C’est l’un des grands mystères de l’univers. Pendant des décennies, les scientifiques ont développé des théories sur l’expansion de notre univers. Aujourd’hui, pour la première fois, nous disposons d’outils suffisamment puissants pour tester ces théories et enquêter réellement sur la grande question : « Qu’est-ce que l’énergie noire ?

La mission Euclide de l’ESA (Agence spatiale européenne), lancée en 2023, créera une carte 3D de l’univers pour observer comment la matière a été déchirée par l’énergie noire au fil du temps. Cette carte comprendra des observations de milliards de galaxies situées jusqu’à 10 milliards d’années-lumière de la Terre.

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Télescope spatial romain Nancy Grace de la NASAdont la sortie est prévue en mai 2027, est conçu pour étudier l’énergie noire et créera également une carte 3D ultra haute définition de la matière noire. L’Observatoire Vera C. Rubin, Actuellement en construction au Chili et dont l’ouverture est prévue en 2025, il devrait également soutenir notre compréhension croissante de l’énergie noire.

L’énergie noire n’est pas la même chose que la matière noire

La matière noire est une matière qui n’interagit pas avec le champ électromagnétique, nous ne pouvons donc pas le voir, ni l’absorber ou le refléter par les matériaux. Nous savons qu’elle existe uniquement parce que, comme pour l’énergie noire, l’astrophysique et la cosmologie ont fourni de nombreux indices sur sa présence.

Matière noire
La matière noire est une substance inconnue (et mystérieuse) de l’humanité, qui constitue un quart de la masse totale de l’univers et est cinq fois plus grosse que la matière normale.

La La matière noire est un autre composant matériel des équations d’Einstein, et constitue la composante dominante du cosmos : environ cinq fois plus abondante que la matière ordinaire (atomes). Fourchettes capable de contrecarrer l’expansion de l’univers seulement jusqu’à un certain point.

“Notre compréhension de la réalité n’est pas complète, loin de là. La réalité existe indépendamment de nous.” Andrei Linde, Université de Stanford

Enfin, même si l’énergie noire n’est pas la même chose que la matière noiresont similaires pour une seule caractéristique : Nous ne savons pas ce qu’ils sont réellement.

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