Introduction

Et si Albert Einstein avait raison même à des échelles cosmique ? Les derniers résultats de la collaboration internationale DESI confirment une fois de plus cette thèse. En étudiant la lumière de millions de galaxies, les chercheurs ont réussi à valider la relativité générale, notre théorie sur la gravité, sur les onze derniers milliards d'années de l'histoire de l'Univers, âgé de 13,8 milliards d'années.

Validation de la Relativité Générale à Grande Échelle

La relativité générale, qui décrit l'attraction des corps et le mouvement des planètes sous l'effet de la gravité, a été largement testée dans notre Système solaire. Cependant, Pauline Zarrouk, responsable du projet DESI à l'IN2P3, souligne l'importance de vérifier sa validité à des distances plus grandes, comme celles entre les galaxies.

Enigme de l'Énergie Noire

Depuis la découverte en 1998 de l'accélération de l'expansion de l'Univers, les scientifiques font face à une énigme : qu'est-ce qui pousse notre Univers à s'étendre de plus en plus rapidement ? Deux hypothèses s'affrontent : l'existence d'une mystérieuse « énergie noire » ou la nécessité de modifier la théorie de la gravité d'Einstein à des échelles cosmiques.

Un Outil Révolutionnaire : Le Dark Energy Spectroscopic Instrument

Pour étudier ces questions, les scientifiques ont utilisé un instrument novateur : le Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), installé sur le télescope Mayall en Arizona. Cet outil de pointe peut capter simultanément la lumière de 5 000 galaxies, s'étendant jusqu'à 11 milliards d'années-lumière.

DESI a permis de créer la carte 3D la plus vaste de l'Univers en un temps record, traçant la position et la vitesse de 6 millions de galaxies durant la première année d'observation. Grâce à cet effort, les chercheurs peuvent suivre la formation des grandes structures de l'Univers, comme les galaxies et les amas, sous l'effet de la gravité. En un an, DESI a collecté trois fois plus de données qu'en vingt ans avec d'autres instruments précédents.

Mesure de l'Expansion et Impact de la Gravité

La mesure des vitesses des galaxies est cruciale ; l'expansion de l'Univers éloigne les galaxies, mais la gravité agit pour les attirer. Les différences de vitesse par rapport à cette expansion moyenne permettent de quantifier l'effet de la gravité à grande échelle. Le résultat est sans équivoque : au cours des 11 milliards d'années d'expansion, aucune déviation par rapport à la relativité générale n'a été détectée.

Une Nouvelle Piste pour Comprendre l’Énergie Noire

Au-delà de l'affirmation de la robustesse de la vision d'Einstein, les résultats de DESI soulèvent des questions autour de l'énergie noire. Cette force mystérieuse responsable de l'accélération de l'expansion de l'Univers pourrait ne pas être constante. Si les propriétés de l'énergie noire varient avec le temps, cela remet en question notre modèle cosmologique actuel, nécessitant une nouvelle compréhension des mécanismes physiques sous-jacents.

Des théories émergent, évoquant l'existence d'une nouvelle particule, comme un graviton ayant des propriétés uniques, ou même une quatrième dimension spatiale. Ces idées ouvrent un champ de recherche passionnant pour les physiciens.

Les Neutrinos sur la Sellette

En outre, DESI fournit de nouveaux indices sur les neutrinos qui fascinent les physiciens des particules. Les données semblent offrir des contraintes plus strictes sur la masse des trois neutrinos connus, indiquant qu'elle serait bien inférieure aux estimations précédentes, entre 0,06 et 1,35 électronvolt (eV/c²). Une telle contrainte pourrait enfin aider à résoudre des mystères qui hantent la physique fondamentale.

Conclusion

Cet avancement spectaculaire dans la compréhension des lois de la gravité et de l'univers fait effectivement de ces recherches un pilier de la cosmologie moderne. En continuant sur cette lancée, qui sait quelles autres vérités sur notre Univers seront révélées ?