Le DES est un effort pour imager autant de galaxies que possible en tant que proxy pour cartographier la matière noire, ce qui est possible car la gravité de la matière noire joue un rôle important dans la gouvernance de la distribution de ces galaxies. D’août 2013 à janvier 2019, des dizaines et des dizaines de scientifiques se sont réunis pour utiliser le télescope Victor M. Blanco de quatre mètres au Chili pour étudier le ciel dans le proche infrarouge.
Il y a deux clés pour créer la carte. La première consiste simplement à observer l’emplacement et la répartition des galaxies dans l’univers. Cet arrangement indique aux scientifiques où se trouvent les plus grandes concentrations de matière noire.
Le second est l’observation des lentilles gravitationnelles, un phénomène dans lequel la lumière émise par les galaxies est étirée gravitationnellement par la matière noire lorsqu’elle se déplace dans l’espace. L’effet est similaire à celui de regarder à travers une loupe. Les scientifiques utilisent la lentille gravitationnelle pour déduire la quantité d’espace réel occupée par la matière noire à proximité. Plus la lumière est déformée, plus la matière noire est agglutinée.
Les derniers résultats prennent en compte les trois premières années de données DES, totalisant plus de 226 millions de galaxies observées sur 345 nuits. « Nous sommes désormais en mesure de cartographier la matière noire sur un quart de l’hémisphère sud », explique Niall Jeffrey, chercheur à l’University College London et à l’École Normale Supérieure de Paris, l’un des chefs de file du projet DES.
ENQUÊTE SUR L’ÉNERGIE SOMBRE
En général, les données s’alignent sur le soi-disant modèle standard de cosmologie, qui postule que l’univers a été créé lors du Big Bang et que son contenu massique total en énergie est de 95% de matière noire et d’énergie noire. Et la nouvelle carte a fourni aux scientifiques un aperçu plus détaillé de certaines vastes structures de matière noire de l’univers qui, autrement, restent invisibles pour nous. Les points les plus brillants sur la carte représentent les concentrations les plus élevées de matière noire, et ils forment des amas et des halos autour des vides de très faibles densités.
Mais certains résultats ont été surprenants. «Nous avons trouvé des indices selon lesquels l’univers est plus fluide que prévu», explique Jeffrey. « Ces indices sont également observés dans d’autres expériences de lentilles gravitationnelles. »
Ce n’est pas ce qui est prédit par la relativité générale, qui suggère que la matière noire devrait être plus agglomérée et moins uniformément distribuée. Les auteurs écrivent dans l’un des 30 journaux étant publié que « bien que les preuves ne soient en aucun cas définitives, nous commençons peut-être à voir des indices de nouvelle physique ». Pour les cosmologues, « cela correspondrait à un éventuel changement des lois de la gravité telles que décrites par Einstein », explique Jeffrey.
Bien que les implications soient énormes, la prudence est primordiale, car nous en savons encore si peu sur la matière noire (quelque chose que nous n’avons pas encore observé directement). Par exemple, Jeffrey note que « si les galaxies proches se forment dans un alignement étrange en raison d’une astrophysique complexe, alors nos résultats de lentille seraient induits en erreur ».
En d’autres termes, il pourrait très bien y avoir des explications exotiques pour les résultats, peut-être en les expliquant d’une manière conciliable avec la relativité générale. Ce serait un énorme soulagement pour tout astrophysicien dont le travail de toute une vie est basé sur le fait qu’Einstein a, eh bien, raison. Et n’oublions pas: la relativité générale a remarquablement bien résisté à tous les autres tests qui lui ont été lancés au fil des ans.
Les résultats font déjà des vagues, même avec plusieurs autres publications de données DES en attente. « Déjà, les astronomes utilisent ces cartes pour étudier les structures de la toile cosmique et mieux comprendre le lien entre les galaxies et la matière noire », explique Jeffrey. Nous n’aurons peut-être pas à attendre trop longtemps pour savoir si les résultats sont vraiment un blip ou si notre compréhension de l’univers a besoin d’une réécriture massive.
