Si l'on considère un volume contenant un grand nombre de galaxies, presque 68 % de la masse dans ce volume est sous la forme d'une mystérieuse énergie noire, presque 27 % sous la forme d'une matière noire tout aussi mystérieuse, le reste étant composé de la matière ordinaire dont nous avons l'habitude sur Terre. C'est du moins ce que conduisent à penser de nombreuses observations concordantes à la base du modèle cosmologique standard. Pour percer les secrets de cet univers sombre qui détermine le destin du cosmos, l'ESA a lancé le satellite Euclid qui nous livre aujourd'hui des images spectaculaires. C'est l'occasion de s'interroger sur les découvertes possibles avec Euclid en compagnie du cosmologiste français Alain Blanchard.

au sommaire

    Lorsque l’on étudie le rayonnement fossile qui nous donne des informations sur l’état du cosmos observable environ 380 000 ans après le Big Bang, quand il a été émis, on trouve qu’il contient sur la voûte céleste des fluctuations de températures. Elles nous renseignent sur l’existence de fluctuations de densité dans la matière existante à ce moment là, alors que les premiers atomes neutres se formaient.

    Les zones de surdensité vont s’effondrer sous leur propre attraction gravitationnelle en donnant étoiles et galaxies. Le problème c’est que ces fluctuations semblent si faibles initialement que leur gravité devait l'être également, au point que les galaxies n’auraient pas encore eu le temps d’apparaitre aujourd’hui.

    On peut résoudre ce problème en supposant l’existence de concentrations de matière d’un nouveau genre, insensible à la lumière et ne pouvant en émettre (ou très peu), dont les masses sont supérieures à celle de la matière ordinaire dite baryonique et qui vont s’effondrer bien plus vite, entrainant avec elles les atomes d’hydrogène et d’hélium forgés pendant le Big Bang.

    Nous ne pouvons pas comprendre l’existence de la Voie lactée où nous nous trouvons sans cette matière noire formée nécessairement de particules encore inconnues, ou du moins c’est ce que la majorité des cosmologistes pensent. Quelle est donc la nature exacte de cette matière noire ?

    Mystère ...

    À la fin des années 90, deux groupes d’astrophysiciens découvrent également que contrairement à ce que le modèle cosmologique standard de l’époque prévoyait, l’expansion de l’espace s’accélère depuis quelques milliards d’années. On peut rendre compte de cette expansion en introduisant à nouveau, comme Einstein l’avait fait en 1917, une constante dans les équations de la relativité générale qui paradoxalement conduit la gravitation à être répulsive, d’où l’accélération constatée.

    On ne sait pas très bien d’où vient cette constante, ni même si elle ne varie pas dans le temps voir l’espace. Ce qui est sûr c’est que sa nature détermine le futur du cosmos observable et qu'elle se comporte comme une densité d'énergie, celle de ce qui a été appelé l'énergie noire ou sombre ( Dark energy en anglais). L’expansion sera-t-elle éternelle ou cessera-t-elle un jour avec une recontraction du cosmos donnant un nouveau Big Bang et peut-être un cycle avec des Big Bang successifs de toute éternité ?

    Mys...
    [Courte citation de 8% de l'article original]