Africa-Press – Côte d’Ivoire. « Et à la fin, c’est Einstein qui gagne », serait-on tenté d’écrire à la lecture des derniers résultats de DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Cet instrument, installé sur le Kitt Peak en Arizona et opérationnel depuis mai 2021, a permis à une collaboration internationale de plus de 900 chercheurs d’analyser une première année de données portant sur 6 millions de galaxies et quasars (des noyaux actifs de galaxies, alimentés par des trous noirs supermassifs situés en leur centre). L’instrument offre une plongée jusqu’à 11 milliards d’années dans le passé, dévoilant l’organisation des galaxies sous l’influence de la gravitation et de l’énergie noire.
La relativité générale confirmée à très grande échelle
Le premier enseignement de cette récolte de données est donc une validation de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Une de plus ? Oui, mais elle possède une saveur particulière, comme le souligne dans un communiqué Pauline Zarrouk, cosmologiste au Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (LPNHE), qui a co-dirigé la nouvelle analyse. « La relativité générale a été très bien testée à l’échelle des systèmes solaires, mais nous devions également vérifier que notre hypothèse fonctionne à des échelles beaucoup plus grandes. Étudier la vitesse à laquelle les galaxies se sont formées nous permet de tester directement nos théories et, jusqu’à présent, nous sommes en phase avec ce que la relativité générale prédit à des échelles cosmologiques ».
Ce résultat ne ferme toutefois pas la porte à des théories modifiées de la gravitation, comme la théorie MOND par exemple, mais il restreint la portée de ces modifications.
L’action de l’énergie variable dans le temps
DESI apporte également un éclairage précieux sur l’énergie noire, cette mystérieuse force qui accélère l’expansion de l’Univers. Les résultats confirment une observation déjà signalée en avril 2024: l’action de l’énergie noire aurait pu évoluer au cours du temps, comme si elle se diluait peu à peu.
Ce comportement constitue un facteur clé pour circonscrire sa nature, comme le rappelait l’expliquait à Sciences et Avenir Francis Bernardeau, chercheur à l’Institut de physique théorique de Saclay (Essonne): « Selon la théorie considérée, cette évolution [dans le temps] ne sera pas la même. Dans le cas de la quintessence par exemple, l’énergie noire se dilue un peu au fil du temps… Son action dans le passé est donc renforcée. Tandis que si l’énergie noire est une propriété intrinsèque de l’espace-temps, une « constante cosmologique », alors elle ne se dilue pas ».
La masse des neutrinos cernée au plus près
Dernier résultat, la collaboration a également fourni de nouvelles limites supérieures pour la masse des neutrinos, les seules particules fondamentales dont les masses n’ont pas encore été mesurées avec précision. D’après les estimations de DESI, elle ne peut excéder 0,071 eV/c2. Sachant que de précédentes expériences ont montré que la masse des neutrinos ne pouvait être inférieure à 0,059 eV/c2, on voit que la fenêtre se resserre autour d’une masse vraiment infime.
En guise de comparaison, celle d’un simple électron vaut 511 eV/c2, soit 7200 fois plus !
L’expérience en est maintenant à sa quatrième année sur cinq. La collaboration analyse actuellement les données collectées au cours des trois premières années et prévoit de présenter des mesures mises à jour de l’énergie noire et de l’histoire de l’expansion de l’univers en mars 2025 lors d’une réunion de l’American Physical Society. La totalité du projet prévoit d’analyser en tout 40 millions de galaxies, afin notamment de mieux cerner l’énergie noire, et tenter de résoudre l’un des plus grands mystères de la cosmologie.
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