L’énergie noire expliquée
En réalité, 95 % de l’univers doit être constitué de matière non atomique, de sorte qu’environ 70 % de tout ce qui existe resterait à expliquer. Mais qu’est-ce qu’on veut dire au juste quand on parle d’énergie noire ? C’est justement l’objet de cet article !
Qu’est-ce que l’énergie noire ?
Pour répondre à cette question, nous devons revenir un instant en 1998, lorsque deux groupes d’astronomes différents ont fait une découverte étonnante. L’expansion de l’univers s’accélère. Aujourd’hui, cela semble évident, mais dans les années 1990, ce n’était pas encore le cas. S’il n’y avait que de la matière dans l’univers, l’expansion ne devrait pas s’accélérer, bien au contraire.
En effet, la gravité exercée par toute la matière devrait freiner cette expansion. Pensez à ce qui se passe lorsque nous lançons un objet en l’air : la gravité le freine et le tire en arrière. Cela se produirait même si nous le lancions très fort: dans tous les cas, sa vitesse continuerait toujours à ralentir. Pour qu’il accélère, il faut une poussée et c’est plus ou moins ce qui se passe avec l’expansion de l’univers. Et, qu’est-ce qui donne cette impulsion ? L’énergie noire !
Mais, il y a encore beaucoup à comprendre sur cette énergie noire. Pour l’instant, les astrophysiciens suivent une idée générale : à savoir qu’il existe une matière noire, c’est-à-dire une énergie que l’on ne voit pas directement, qui est associée à l’espace vide et qui a pour effet d’accélérer l’expansion de l’univers…
L’effet doppler
L’effet Doppler désigne la perception par un observateur mobile ou immobile d’un changement apparent de la fréquence ou de la longueur d’une onde, dont la source peut être calme ou en mouvement. Les ondes qui sont transmises dans un milieu, comme les ondes sonores, impliquent une relation entre les vitesses de l’observateur et de l’émetteur et la vitesse du milieu dans lequel les ondes ont été transmises. L’effet Doppler peut donc résulter du mouvement des deux, analysé séparément. C’est une notion très importante pour comprendre les lois physiques de l’énergie noire.
La constante cosmologique
Pour la physique moderne, il s’agit d’une interprétation de l’énergie de l’espace vide. Si nous prenions un volume d’espace dans lequel il n’y a absolument rien et que nous l’observions de très près, nous découvririons que des particules élémentaires y naissent et meurent en permanence. L’apport d’énergie dans toute cette agitation microscopique signifie que le vide a de l’énergie, et que En outre, l’effet de l’énergie du vide à grande échelle (c’est-à-dire sur l’univers entier) est exactement ce qu’Einstein avait imaginé.
Qui a découvert l’énergie noire ?
L’analyse des supernovae de type Ia en 1998, qui a valu à Adam Riess, Brian Schmidt et Saul Perlmutter un prix Nobel en 2011, a montré que le taux d’expansion actuel de l’univers ne correspond pas aux taux d’évolution supposés par les modèles cosmologiques standard. L’univers s’accélère, et cette accélération ne peut s’expliquer que par l’introduction d’une nouvelle forme d’énergie, une énergie noire dont la nature et l’origine restent mystérieuses à ce jour. Concrètement, c’est à eux que l’on doit la découverte scientifique de l’énergie noire.
La différence entre matière noire et énergie noire
Elles agissent de manière opposée sur l’Univers, la matière noire décélère son expansion tandis que l’énergie noire l’accélère, et il semble que l’histoire de l’Univers dépende principalement de la quantité totale de ces deux « composants », et non de ce qui les compose.
Comment savoir si la matière noire existe ?
Jusqu’à présent, la matière noire, comme son nom l’indique, n’a jamais été observée directement. Mais les astronomes ont déduit sa présence en enregistrant les effets de la courbure de la lumière des étoiles, en voyant des étoiles se déplacer plus rapidement que prévu et même des effets sur le mouvement de galaxies entières. Il ne fait aucun doute que tous ces phénomènes sont liés à la gravité.
lentille gravitationnelle
Une lentille gravitationnelle est un corps céleste qui, en raison de sa masse très élevée, exerce une force gravitationnelle qui dévie la lumière qui passe devant lui. Par exemple, la lumière d’une étoile, passant par une autre étoile plus proche de l’observateur, peut être focalisée, c’est-à-dire concentrée en un point, ou former plusieurs images similaires, comme si elle passait à travers une lentille. En définitive, la lentille gravitationnelle permettrait de mettre en évidence la matière noire.
Étude sur l’énergie noire
Une des collaborations les plus actives à l’heure actuelle concerne les études sur l’énergie noire, un vaste effort conjoint et international impliquant 300 scientifiques de 25 instituts répartis dans 7 pays, dans le but de cartographier des centaines de millions de galaxies, de détecter des milliers de supernovae et de trouver des modèles dans les structures cosmiques qui peuvent détecter la nature de la mystérieuse énergie noire et comment elle a changé au cours de ses 14 milliards d’années d’existence. Les observations sont effectuées à l’aide du télescope Blanco de 4 mètres de diamètre à l’observatoire de Cerro Tololo, dans les Andes chiliennes.
