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Le mystère de l'énergie noire de l'Univers

Elle représenterait 70 % du cosmos et pourtant on sait très peu de choses sur elle. Selon certains scientifiques, on lui doit la croissance de l'Univers...

Simulation numérique de l'expansion de l'universImage tirée d'une simulation numérique. On perçoit bien le mouvement des galaxies glissant vers la plus grande concentration de masse au centre, en rouge. Pour en mesurer le taux de croissance, il faut prendre en compte le rapport entre énergie noire et expansion de l'Univers.
© CNRS Photothèque/ESO/INSU/VVDS/DOLAG Klaus

Contrairement à ce que l’on croit en observant les étoiles par une belle nuit d’été, l’univers n’est pas immobile. Mais jusqu’à une période récente, les scientifiques étaient persuadés que sa croissance ralentissait. Or aujourd’hui, ils sont obligés de revoir complètement leur copie, car c’est exactement l’inverse qui se produit : plus l’univers grandit, et plus il grandit vite !

La responsable ? Une mystérieuse énergie noire... Mais qu’est-ce donc ?
Les savants eux-mêmes ne le savent pas. Imaginez ! Elle représenterait environ 70% du cosmos. Mais on ignore tout aujourd’hui de sa composition. Pour tenter de résoudre ce casse-tête, nous avons mené l’enquête auprès de Pierre Binétruy, qui dirige la fine fleur de la recherche française sur la question : l’équipe du laboratoire AstroParticule et Cosmologie de l’université Paris VII.

Une traque internationale...

Notre chercheur de l’espace travaille avec un stylo, son ordinateur et un puissant télescope. Mais il n’est pas seul dans son coin à récolter les indices. Il reste en contact permanent avec ses collègues du monde entier qui tous, essayent d’identifier l’inconnue. Car l’enquête s’avère des plus délicates : l’énergie noire, personne ne l’a jamais vue ! Pas même en laboratoire, puisqu’on n’a pas réussi à reproduire le phénomène. Et pour cause, personne ne sait vraiment ce qu’est l’énergie noire... Pour tenter de l’identifier, les inspecteurs du cosmos font donc appel à un moyen détourné. Ils traquent les étoiles qui sont les plus éloignées de nous. Et les scientifiques sont particulièrement intéressés par celles qui sont en fin de vie.

Trous noirs : le côté obscur de la force

Attention : énergie noire ne veut pas dire trou noir ! Il existe en effet dans l’univers des objets dans lesquels la matière est tellement concentrée que rien ne peut en sortir. Pas même la lumière. Ces ogres de l’espace n’en émettent donc aucune. Ce sont les terribles trous noirs. Les plus gros débusqués à ce jour ont la masse de plusieurs millions de soleils ! Mais comment les détecter ? Et bien, si un tel monstre est invisible, les scientifiques peuvent quand même déceler indirectement sa présence en observant les effets qu’il produit sur son environnement. En effet, irrésistiblement attiré, du gaz y plonge en tourbillonnant et en s’échauffant très fortement. Il peut aussi se former des jets de particules de haute énergie expulsés au loin. Enfin, la vitesse anormalement élevée d’étoiles qui semblent attirées par une masse énorme mais invisible, peut trahir la présence du glouton.

Pourquoi ? Parce que ce sont celles qui émettent le plus de lumière. On les appelle les supernovae. Dans le grand noir de l’espace, ces supernovae sont comme des lanternes. Elles servent de bougies de référence aux chercheurs. Ils mesurent et analysent la lumière de ces étoiles afin de connaître leur distance et leur vitesse de déplacement. Suite à ces observations, les scientifiques retournent à leurs stylos et ordinateurs pour calculer l’accélération de la croissance de l’univers. Et c’est là qu’au détour, ils réussissent à en apprendre plus sur la fameuse énergie noire elle-même.

Des technologies futuristes

Pour faire toutes ces observations et pouvoir regarder très loin dans le cosmos, les enquêteurs-chercheurs se servent de télescopes surpuissants. Les scientifiques français utilisent plusieurs de ces instruments. Leur petit bijou ? Un télescope de 3,6 mètres installé à Hawaï et équipé d’une caméra ultra sensible. Un autre télescope très performant est actuellement en construction au Chili. C’est sur celui-ci que notre équipe d’enquêteurs du cosmos, emmenée par Pierre Binétruy, travaille actuellement. Ils inventent des composants électroniques qui contrôleront la caméra installée sur le télescope. Ils mettent aussi au point un système informatique capable de décortiquer les énormes quantités d’informations reçues en provenance de l’espace.

Intérieur du télescope français de HawaïA l’intérieur du télescope français de Hawaï. Lorsqu’il bouge pour regarder le ciel, ce sont 250 tonnes qui se mettent en branle. Avec néanmoins une précision au trois millième de degré prés...
© CNRS Photothèque/ESO/INSU/VVDS/DOLAG Klaus

Mais il y a plus fort encore... Afin de mieux surveiller notre univers qui grandit de plus en plus vite, les observations des étoiles mourantes cachées au fin fond du grand cosmos se feront également dans quelques années depuis... l’espace. Une prochaine mission de l’Agence Spatiale Européenne doit en effet mettre en orbite autour de la Terre, un observatoire digne des meilleurs films de science fiction. Son but : déterminer avec précision comment se comporte l’énergie noire et tenter de mieux saisir comment elle précipite la croissance de notre univers.
De quoi peut-être enfin identifier la véritable nature de la belle inconnue, qui reste aujourd’hui encore une énigme non élucidée...

A RETENIR :

  • Il existe dans l’univers quelque chose qui accélère la vitesse de sa croissance.
  • On l’appelle énergie noire et elle représenterait près des ¾ du cosmos. - On ignore sa composition.
  • Pour l’étudier, les scientifiques observent et analysent la lumière des étoiles lointaines qui ont explosé.

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