La semaine dernière, le Instrument de spectroscopie d'énergie sombre (DESI) a conclu sa première enquête officielle. Au cours des cinq dernières années, l’expérience a enregistré plus de 47 millions de galaxies et 20 millions d’étoiles sur 11 milliards d’années d’histoire cosmique.
L’idée d’un grand et important observatoire finalisant une « phase finale » suggère que, comme l’expression l’indique, l’expérience est fait. Mais pour les scientifiques, cela ne pourrait être plus éloigné de la vérité. La conclusion d’une enquête majeure est, à bien des égards, le début d’une science passionnante, alors que des centaines de scientifiques affamés disséquent en détail les nouvelles données. Ce processus peut prendre de quelques mois à plusieurs années, en particulier pour les données collectées par un instrument aussi performant que DESI.
« Dès que vous disposez d'une telle étude de galaxie, c'est une véritable mine d'or d'informations », co-porte-parole du DESI Will Percival a déclaré à Gizmodo lors d'un appel vidéo. « Il y a beaucoup de physique codée dans la distribution des galaxies et toute une richesse de science et d'analyses restent à venir. »
Il en faut beaucoup pour expliquer le cosmos
Si vous suivez la cosmologie, vous vous souviendrez peut-être d’une grande annonce du DESI en 2025 qui portait sur une constante cosmologique statique. L’enquête a suggéré que l’énergie noire évoluait et non constante. Selon Percival, astrophysicien à l'Université de Waterloo au Canada, cette découverte est venue de l'étude des observations du DESI au cours de ses trois premières années d'activité, un ensemble de données géant que les scientifiques étudient. toujours enquêtant.
Ainsi, si l’analyse de l’année dernière n’était qu’un petit aperçu de ce que les données DESI pourraient révéler, la première analyse réalisée par l’observatoire – l’ensemble de données « complet » – fera certainement bien plus. Là encore, les enjeux sont élevés. Après tout, les questions pertinentes ici concernent la façon dont l'univers est né, comment il grandit et, peut-être plus important encore, comment il pourrait finir.
« Avec des données aussi bonnes que celles fournies par DESI, nous devons vraiment effectuer une analyse minutieuse et robuste », a expliqué Percival. Le simple fait de préparer les données pour l'analyse scientifique est une tâche énorme en soi, a-t-il déclaré, ajoutant : « Nous devons faire des choses comme créer des univers fictifs et des catalogues simulés de galaxies, puis nous examinons l'impact de nos observations sur la physique originale qui [dictate] ces faux univers.
Confirmé, mais pas vraiment
Ce niveau de précaution garantit que les données sont prêtes à étudier des idées telles que la constante cosmologique d'Einstein, lambda (Λ). Cette métrique entraîne une expansion accélérée de l’univers récent, comme Andrew Liddleastrophysicien à l'Université de Lisbonne au Portugal, a expliqué à Gizmodo. Le modèle cosmologique standard utilise lambda pour supposer que quelle que soit la cause de cette accélération – généralement représentée comme de l'énergie sombre – « maintient une densité d'énergie parfaitement constante pendant l'expansion de l'univers », a déclaré Liddle, qui n'est pas directement impliqué dans DESI.
La plupart des observations jusqu'à présent ont confirmé ce récit de l'évolution de l'univers, c'est pourquoi suggérer le contraire – comme l'a fait l'analyse du DESI en 2025 – serait une « énorme découverte qui bouleverserait le modèle standard de la cosmologie », a noté Kev Abazajianastrophysicien à l'Université de Californie à Irvine, également peu impliqué dans DESI.
« Cependant, la signification statistique du résultat n'est pas encore si significative », a déclaré Abazajian, « et il faudrait également qu'il soit détecté par une enquête indépendante pour qu'il soit considéré comme véritablement crédible. »
« Ce genre de questions dépend vraiment de notre connaissance des erreurs contenues dans les données », a expliqué Percival. « Nous passons donc beaucoup de temps à nous assurer qu'ils sont aussi précis que possible. »
Pourquoi même poser la question ?
Il peut sembler étrange que, si les résultats d’observation sont conformes à lambda, les scientifiques envisagent même différentes options. Cela est dû à des complications majeures du côté théorique de la cosmologie et de la physique en général, selon Marina Cortésastrophysicien à l'Université du Portugal.
« Il est si difficile d'insérer lambda dans le corpus centenaire de la physique théorique que personne ne sait comment ni par où commencer même pour changer cet édifice. […] en raison de divergences insolubles avec la physique des particules », a déclaré à Gizmodo Cortês, qui a participé aux premières étapes du DESI. « Indépendamment de l'ingéniosité accrue, de la complexité et de l'effort de collaboration des enquêtes, l'univers est resté ferme. [that lambda is correct]. C’est une lutte acharnée entre l’univers et la physique établie.
Quant au modèle cosmologique dans son ensemble, il existe certaines divergences concernant la diversité des densités des galaxies, ainsi que la fameuse « tension de Hubble » entourant le taux d’expansion de l’univers, a ajouté Abazajian.
« C'est ici que l'enquête DESI joue un rôle essentiel en suggérant une possible évolution de l'énergie noire », a déclaré Cortês. « Si cela est vérifié, cela fournit de nouvelles propriétés quantitatives de l'énergie noire pour diagnostiquer sa véritable nature. Même si DESI vérifie finalement [lambda] une fois de plus, il l’aura fait avec une précision bien plus grande… ne laissant aucune marge de manœuvre aux théoriciens paresseux pour retarder la poursuite de leur travail. [devising new models].»
Et maintenant ?
Abazajian et Cortês prévoient que nous obtiendrons des réponses avec DESI et également Euclideun autre télescope spatial lancé pour explorer toutes les choses sombres de l'univers. Ce dernier devrait publier ses premières données en octobre de cette année.
« Si l'évolution de l'énergie noire est observée dans les deux et avec les mêmes caractéristiques, cela est en passe de devenir une découverte majeure », a déclaré Abazajian.
Cortês, qui a récemment rendu visite aux membres du DESI, a déclaré à Gizmodo que l'équipe était envisager une enquête collaborative sur les supernovas avec l'Observatoire Rubin, une autre institution majeure dotée de capacités de niveau monstre. D'autres équipes sont nous planifions déjà des projets successeurs à DESI et Rubin aussi, a-t-elle dit.
Pendant ce temps, l'équipe DESI aurait six lots de cinq à dix articles scientifiques sur différents sujets, tous prévus pour paraître plus tard cette année, a déclaré Percival à Gizmodo. Encore une fois, cela provient de l'ensemble de données allant jusqu'à la troisième année d'activité de DESI. Il convient de noter que l’instrument lui-même n’a pas été physiquement éteint et qu’il réalisera des enquêtes supplémentaires jusqu’en 2028 environ.
Pour l’instant, l’équipe travaille au traitement des données sur cinq ans à des fins d’analyse scientifique, ce qui, selon Percival, prendra environ deux à quatre mois.
« Et j'espère qu'à ce stade, l'équipe en aura terminé avec le [data up to the third year] et sera prêt à passer à autre chose », a réfléchi Percival. « C'est une période vraiment excitante pour travailler en cosmologie, parce que nous travaillons avec des choses que nous ne comprenons pas. Je suis partial, mais je pense qu'il est vraiment essentiel d'obtenir plus d'informations. C’est une science vraiment passionnante qui se déroule actuellement.
Vous pouvez lire l’article original (en Angais) sur le sitegizmodo.com