L'écho qui a révélé le secret de l'Univers en accélération ✛
Tout a commencé par un état chaud et dense que l'on appelle le Big Bang. Au bout de 380 000 ans, l'Univers s'est refroidi et la lumière s'est séparée de la matière. Ce Fond diffus cosmologique — comme un premier accord — remplit encore l'espace. Des années plus tard, Georges Lemaître a supposé, et Edwin Hubble a confirmé par des observations, que les galaxies s'éloignent les unes des autres — c'est l'expansion de l'univers. Plus tard encore, Saul Perlmutter a étudié les explosions lointaines de supernova et a découvert que l'expansion non seulement se produit, mais s'accélère. La responsable a été nommée énergie noire. Elle constitue près de 70% de tout le cosmos. De quoi s'agit-il exactement ? C'est encore une énigme.
La lumière de la première lueur voyage pendant des milliards d'années. En chemin, elle rencontre des amas de matière noire et de galaxies. Leur gravité modifie légèrement l'énergie des photons — cela ressemble à la réflexion du son sur des murs. Si les murs se construisent lentement, le ton change différemment. Ainsi naît un écho gravitationnel. Les scientifiques ont pris deux cartes. La première est la carte de la lueur ancienne du satellite Planck. La seconde est la carte de la position de 600 millions de galaxies grâce à la lumière infrarouge de la poussière cosmique du télescope WISE. Les distances ont été déterminées par le décalage vers le rouge — l'étirement de la lumière dû à l'expansion. Une technique spéciale, semblable à une oreille musicale fine, a permis de relier les cartes : elle a capté le faible écho au milieu du bruit. Des simulations numériques ont confirmé que le signal apparaît là où la théorie le prédit.
Le résultat s'est avéré 20% plus brillant qu'avec l'ancienne approche. C'est la première indication directe. L'énergie noire empêche effectivement la formation de grandes structures — les amas de galaxies. Désormais, les scientifiques veulent diviser l'Univers en couches temporelles et écouter comment l'écho a changé. Le satellite SPHEREx construira des cartes multicolores. Peut-être parviendront-ils à entendre non pas une seule note, mais toute une symphonie — et à comprendre si l'énergie noire est constante ou si elle a varié.
La carte du fond infrarouge à 100 microns, construite par I-Kuan Chan, a en réalité été « soustraite » de la carte de poussière de la Voie lactée de Schlegel-Finkbeiner-Davis — le fameux « SFD ». Habituellement, cette carte sert à repérer les zones de faible absorption pour les observations extragalactiques, mais ici on l'a utilisée à l'envers : on a extrait le signal extragalactique comme le résidu après avoir retiré notre Galaxie.
L'idée d'un « écho de la création » portant l'information sur le destin de l'Univers rappelle le roman d'Isaac Asimov « La Fin de l'Éternité », où les techniciens du temps surveillaient les conséquences lointaines. Ici, au contraire, nous lisons l'histoire de l'expansion dans la lumière lointaine — et peut-être prédisons-nous un avenir lointain.