Selon des astronomes américains, la mystérieuse substance connue sous le nom d'énergie sombre entretiendrait l'expansion de l'univers depuis au moins neuf milliards d'années. Adam Riess de l'université Johns Hopkins et ses collègues ont fait cette découverte en utilisant des données du télescope spatial Hubble pour étudier d’anciennes explosions d’étoiles. Ils sont également arrivés à la conclusion que cette énergie sombre semblait être liée à la fameuse « constante cosmologique » d'abord proposée - puis déniée - par Albert Einstein.
L’expansion de l’Univers : un jeu de « Tir à la Corde » cosmique
Au fil du temps, les forces de l’énergie sombre
ont surpassé celles de la matière noire
En 1998 la communauté astronomique fut surprise lorsque les données de Hubble et d'autres télescopes avaient permis d’établir que le taux d'expansion de l'univers augmentait, ce que les physiciens ont d’ailleurs toujours du mal à expliquer. Les astronomes savaient depuis longtemps que l'univers était en expansion, mais on pensait alors que le rythme de l’expansion ralentissait puisque son énergie, finie, devait être contrebalancée par la gravitation qui maintient l'univers en un tout.
Les physiciens ont alors essayé d'expliquer l'accélération en termes "d’énergie sombre", qui boosterait l'expansion de l'univers en contrecarrant les effets de la gravitation. Pour être tangible, l’énergie sombre doit prendre à son compte environ 70% de toute l'énergie de l'univers, mais elle n’a pas encore été réellement détectée et les physiciens ne savent pas vraiment si son comportement demeure constant ou s'il change avec le temps.
L'explication couramment admise pour l'énergie sombre se base sur la « constante cosmologique » initialement proposée par Einstein. Une conséquence de cette constante est que la densité d'énergie de l'espace vide est indépendante de l’expansion de l'univers. Par exemple et en simplifiant, quand un volume d’un centimètre cube d’univers se développe sur dix centimètres cube, il possède d’une façon ou d'une autre dix fois plus d'énergie.
De très anciennes supernovae
Le télescope Hubble a désormais permis de lever un peu le voile sur cette énergie mystérieuse. Riess et son équipe ont étudié 24 supernovae de type 1A qui ont explosé il y a huit à dix milliards d'années. De telles supernovae sont considérées comme des "bougies standard" parce qu'elles sont toutes d’une luminosité semblable. Ce fait est exploité par les astronomes pour dater une supernova et pour déterminer comment l'univers a évolué depuis.
Cinq des supenovae observées par le Télescope Hubble
Rangée du haut : les supernovae (flèches) et leurs galaxies hôtes
Rangée du bas : observations avant ou après l’explosion des supernovae
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Les observations montrent que l'énergie sombre était déjà à l’œuvre il y a neuf milliards d'années et qu’elle se comporte d'une manière cohérente depuis. Les données suggèrent que l'effet de l'énergie sombre était relativement faible jusqu'à il y a environ cinq à six milliards d'années, époque à laquelle elle aurait « vaincu » la gravitation dans une espèce de jeu de « tir à la corde » cosmique, et que depuis, le rythme d’expansion de l’univers s’accélère.
Les observations confirment également que la constante cosmologique est actuellement la meilleure explication possible de l'énergie sombre, ce qui remet en cause certaines théories alternatives comme la théorie de la quintessence.
Einstein moins « gaffeur » qu’il ne le pensait lui-même ?
Einstein avait proposé cette constante cosmologique en 1917 afin de réconcilier sa théorie générale de la relativité avec la notion contemporaine d’un Univers statique. Tout avait changé en 1929 lorsque l'astronome Edwin Hubble a établi que l'expansion de l’univers existait effectivement et Einstein avait alors renié sa constante cosmologique. Aujourd’hui, les données du télescope Hubble semblent ressusciter un concept qu'Einstein avait appelé sa "plus grande gaffe".
