La nlle cartographie cosmique confirme la théorie de la gravitation
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L'instrument spectroscopique de l'énergie noire ((en anglais: Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI) ) est un relevé astronomique à grande échelle conçue pour cartographier l'univers en trois dimensions, dans le but d'approfondir notre compréhension du cosmos, en se concentrant en particulier sur l'énergie noire et la gravité aux échelles cosmologiques. Au cours de sa première année de collecte de données, DESI a cartographié près de 6 millions de galaxies sur 11 milliards d'années-lumière. Ces observations confirment la théorie de la relativité générale d'Einstein aux échelles cosmologiques avec une précision supérieure à celle des vingt dernières années.
Un consortium mondial de chercheurs, dont le Laboratoire d'astrophysique de l'EPFL, a découvert que la théorie générale de la relativité d'Einstein prédit correctement le comportement de la gravité sur 11 milliards d'années d'histoire cosmique.
La gravité a façonné notre cosmos. Son influence attractive a transformé de minuscules différences dans la quantité de matière présente dans l'univers primitif en ces galaxies tentaculaires que nous voyons aujourd'hui.
Une nouvelle étude utilisant les données du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), une collaboration internationale de plus de 900 chercheurs de plus de 70 institutions dans le monde, dont l'EPFL, a retracé la façon dont cette structure cosmique s'est développée au cours des 11 derniers milliards d'années, fournissant le test le plus précis à ce jour de la gravité à de très grandes échelles.
L'observation de la distribution des galaxies et de leur regroupement au fil du temps révèle la croissance de la structure cosmique, ce qui permet à DESI de tester les théories de la gravité modifiée, qui sont de possibles explications alternatives de l'accélération de l'expansion de notre univers.
La récente analyse des données de la première année de DESI constitue l'un des tests les plus rigoureux de la relativité générale et de la façon dont la gravité se comporte à l'échelle cosmique. Les scientifiques ont constaté que la gravité se comporte comme le prévoit la théorie de la relativité générale d'Einstein.
« La relativité générale explique la loi de la gravitation par la distorsion de l'espace-temps et correspond remarquablement aux mesures effectuées à l'échelle du système solaire. Pourtant, à l'échelle de l'univers, d'autres modèles ont été proposés pour résoudre le problème de la matière noire et de l'énergie noire. Les nouvelles mesures de DESI sur la structure à grande échelle des galaxies limitent les théories possibles de la gravité modifiée et sont en accord avec la théorie d'Einstein » explique le Professeur Jean-Paul Kneib, Directeur du Laboratoire d'Astrophysique de l'EPFL (LASTRO), au sein de la Faculté des Sciences de Base.
Le LASTRO a contribué à l'élaboration de la stratégie d’observation du relevé DESI (quelles galaxies faut-il observées), à l'analyse scientifique des données provenant du relevé mais aussi au développement du système robotique de positionnement des fibres de l'instrument, y compris les tests de vérification d’inclinaison des positionneurs DESI afin de valider leurs performances.
Ces derniers ont été menés dans le cadre du groupe interdisciplinaire « Astrobots », qui comprend LASTRO, ainsi que les équipes de Mohamed Bouri et Denis Gillet de l'école d'ingénieurs.
Un groupe de jeunes scientifiques du LASTRO s'est fortement impliqué dans l'interprétation de l'énorme quantité de données provenant de DESI en caractérisant leur signification physique par la construction de modèles numériques avancés et la simulation de notre Univers. Parmi eux, le Dr Daniel Forero-Sanchez, récemment diplômé du LASTRO, a codirigé les travaux sur les erreurs de mesure. Le traitement des erreurs sur ces mesures est l'un des points clés pour en tirer des conclusions fiables.
DESI est un instrument de pointe qui peut capter la lumière de 5 000 galaxies simultanément et qui figure sur la liste des meilleures inventions de 2024 établie par Time Magazine. La collaboration analyse actuellement les trois premières années de données collectées et prévoit de présenter des mesures actualisées sur l'énergie noire et l'histoire de l'expansion de notre univers au début de l'année 2025. Les résultats élargis de DESI publiés aujourd'hui sont cohérents avec la préférence antérieure de l'expérience pour une énergie noire en évolution, ce qui renforce l’intérêt de l'analyse à venir.
La collaboration DESI est honorée d'être autorisée à mener des recherches scientifiques sur Iolkam Du'ag (Kitt Peak), une montagne qui revêt une importance particulière pour la nation Tohono O'odham.
DESI est géré par le Lawrence Berkeley National Laboratory du ministère de l'énergie et bénéficie du soutien de l'Office of Science du ministère de l'énergie des États-Unis et du National Energy Research Scientific Computing Center, un établissement utilisateur de l'Office of Science du ministère de l'énergie. DESI bénéficie également du soutien de la National Science Foundation des États-Unis, du Science and Technology Facilities Council du Royaume-Uni, de la Gordon and Betty Moore Foundation, de la Heising-Simons Foundation, du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) de France, du Conseil national des lettres, sciences et technologies du Mexique, du ministère de la science et de l'innovation de l'Espagne et des institutions membres de DESI. L'EPFL et le Fonds national suisse de la recherche scientifique ont contribué à hauteur de près d'un million de francs suisses à la construction de ce projet.
