En vidéo : voici la carte de l'Univers la plus détaillée jamais réalisée !

En combinant les données de deux programmes d'observation de l'Univers, le Dark Energy Survey et le South Pole Telescope, une équipe internationale regroupant près de 150 scientifiques a publié une carte de la répartition de la matière dans le cosmos la plus complète à ce jour. C'est un outil précieux pour comprendre sa dynamique depuis ses origines.

Comment la matière se répartit-elle dans l’Univers ? Près de 150 chercheurs viennent de livrer la réponse la plus précise à cette question dans une série de 3 articles publiés mardi 31 janvier 2023 dans la revue Physical Review D. Cette étude repose sur des données fournies par deux instruments : le télescope Dark Energy Survey, installé au Chili, et le radiotélescope South Pole qui se trouve, comme son nom l’indique, au pôle Sud.

Décrire comment la matière s’est répartie dans l’Univers pendant ses 13,8 milliards d'années d'existence   

Le premier a cartographié plus de 226 millions de galaxies autour de nous tout au long de six ans de mesures. Le second s’est consacré à l’étude du fond diffus cosmologique (FDC). Il s’agit de la toute première image de l’Univers, lorsqu’il était âgé de seulement 380.000 ans. Il s'agit en réalité d'un rayonnement autour de la température de 3 Kelvin (-270°C). D'infimes fluctuations autour de cette valeur de 3K indiquent les endroits où la matière va se regrouper par la suite. Ainsi, le FDC constitue en lui-même la plus ancienne carte de la répartition de matière. 

En combinant les résultats de ces deux instruments, il est ainsi possible de décrire comment la matière s’est répartie dans l’Univers à mesure que celui-ci s’est étendu au fil de ses 13,8 milliards d'années d'existence.

Un petit écart par rapport aux modèles de description de l'Univers

Pour les chercheurs, il s'est agi ensuite de comparer ce résultat avec les modèles d’Univers dont ils disposent, et qui simulent l’action de matière classique (5% de toute la matière et l’énergie de l’Univers), de la matière noire (27%) et de l’énergie noire (68 %) responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Ces trois composantes sont en effet à la manœuvre pour expliquer la répartition actuelle de la matière, "classique" comme "noire".

En comparant le résultat des simulations avec cette carte, les chercheurs ont constaté quelques petites différences. "Il semble qu'il y ait un peu moins de fluctuations dans l'univers actuel que ce que nous ne le prévoyions", a déclaré sur le site de l’Université de Chicago Eric Baxter, co-auteur de l'analyse et astrophysicien de l'Université d'Hawaï. Autrement dit, l’Univers contient davantage de "grumeaux" de matière (grumeaux de la taille d’amas de galaxies quand même) qu’attendu.

Est-ce grave ? Pas encore, car si cette carte est plus précise que les précédentes, elle n’atteint pas encore le niveau de détails suffisant pour affirmer que les modèles se trompent. En revanche, si cet écart était confirmé par d'autres études, alors cela signifierait qu’il faut modifier les modèles, par exemple en ajoutant un ingrédient "mystère"...

Sciences et Avenir