Cette technologie de cartographie de l’énergie sombre est plus impressionnante que ce que les scientifiques pensaient

Depuis des siècles, l’humanité regarde le ciel nocturne avec un sentiment de crainte et d’émerveillement. L’invention du télescope a élargi notre vision de l’univers et les technologies avancées développées au cours des dernières décennies nous permettent de creuser plus profondément dans le cosmos. Cependant, un projet récent visant à affiner notre compréhension de l’univers en cartographiant l’énergie noire a impressionné même les scientifiques qui y travaillaient.

L’instrument spectroscopique d’énergie noire, ou DESI, a été construit pour observer la lumière provenant de corps célestes lointains. Ces observations sont utilisées pour construire une carte 3D haute résolution de l’univers qui permettra aux scientifiques de mieux comprendre l’énergie noire. L’instrument se compose de 5 000 yeux à fibre optique montés sur un télescope de l’observatoire national de Kitt Peak en Arizona, un endroit idéal pour observer les étoiles. DESI a été conçu pour observer 34 millions de galaxies sur plus des deux tiers du ciel nordique sur une période de cinq ans. Cependant, DESI a cartographié plus de 47 millions de galaxies lointaines ainsi que 20 millions d’étoiles dans notre propre galaxie, dépassant ainsi les attentes.

L’énergie sombre est le terme que les scientifiques utilisent pour décrire la force mystérieuse qui a commencé à faire croître l’univers à un rythme accéléré environ 9 milliards d’années après le Big Bang. Cela va à l’encontre des attentes car la gravité devrait ralentir l’expansion de l’univers. En divisant la lumière des étoiles et des galaxies lointaines à l’aide d’un spectrographe, les scientifiques peuvent observer différentes longueurs d’onde de la lumière provenant de ces corps. La lumière provenant d’un objet s’éloignant de nous aurait une longueur d’onde plus longue, se déplaçant vers l’extrémité rouge du spectre électromagnétique. Ce phénomène est connu sous le nom de redshift et peut nous indiquer la vitesse à laquelle un objet se déplace par rapport à la Terre.

En 1998, des astronomes étudiant des supernovae lointaines ont découvert que les explosions étaient plus faibles que prévu. Les scientifiques ont utilisé la luminosité apparente et les redshifts de ces supernovae pour calculer leur distance et ont découvert qu’elles étaient plus éloignées qu’ils ne le pensaient initialement. Cela signifiait que l’univers devait s’étendre au fil du temps, grâce à une force mystérieuse que les scientifiques appellent l’énergie noire.

Cependant, ce qu’est réellement l’énergie noire reste flou. Certaines idées sont qu’il s’agit d’un champ d’énergie ou d’une énergie de fond qui n’a pas été directement observé. D’autres pensent que l’énergie noire pourrait être due à des défauts dans la structure de l’univers ou qu’il existe une faille dans la théorie de la relativité générale d’Einstein et dans la façon dont nous pensons que la gravité fonctionne à l’échelle de l’univers.

Pour mieux comprendre la nature de l’univers, DESI collecte des données de redshift provenant de galaxies lointaines et de quasars, des galaxies dont le noyau est extrêmement brillant en raison des gaz surchauffés provoqués par les forces des trous noirs supermassifs. L’obtention de mesures détaillées du redshift de millions de galaxies et de quasars lointains permettra aux scientifiques de construire des cartes extrêmement détaillées de l’univers et de son expansion. Le succès de DESI repose en grande partie sur sa capacité à étudier rapidement des objets distants. Il peut mesurer un ensemble de 5 000 objets à la fois et passer à l’observation d’un autre ensemble de 5 000 dans une région différente du ciel en quelques minutes.

L’équipe DESI, composée de plus de 900 chercheurs du monde entier, prévoit de poursuivre ses observations jusqu’en 2028 pour porter le nombre total de redshifts observés à 63 millions. Leurs travaux en cours couvriront des zones proches du plan de la Voie lactée et autour des étoiles brillantes, où il est plus difficile d’observer des galaxies lointaines.

DESI a dépassé ses attentes malgré des interruptions du projet, comme un incendie de forêt en 2022 qui a fermé l’observatoire et perturbé les infrastructures électriques et de communication pendant des mois. L’analyse des données des trois premières années du DESI montre que l’accélération n’est peut-être pas uniforme et constante, mais qu’elle évolue plutôt dans le temps. D’autres observations réalisées avec cet instrument révolutionnaire pourraient fournir davantage de détails sur la nature de l’univers et continuer d’impressionner la communauté des chercheurs.