Des astrophysiciens du monde entier ont publié ce lundi la plus grande carte en 3D de l’Univers jamais réalisée, résultant de l’analyse de plus de quatre millions de galaxies et de quasars, objets ultra-lumineux émettant une énergie colossale. « Ce travail nous offre tout simplement l’histoire de l’expansion de l’Univers la plus complète à ce jour », a souligné un des chercheurs, Will Percival, de l’Université de Waterloo.

La carte, fruit d’une collaboration de plus de 20 ans de centaines de scientifiques issus d’une trentaine d’institutions différentes de par le monde, a été dressée à partir du dernier sondage cosmologique du SDSS (Sloan Digital Sky Survey), nommé « The extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey » (eBOSS), autour d’un télescope situé au Nouveau-Mexique, aux Etats-Unis. Grâce aux nombreux travaux théoriques menés au fil du temps sur le Big Bang, ainsi qu’à l’observation du fond diffus cosmologique (un faible rayonnement lumineux laissé par le Big Bang), les premiers instants de l’Univers sont relativement bien connus des chercheurs.

Des filaments de matière et des vides

Les études réalisées sur les galaxies et les mesures de distance avaient également donné une bonne compréhension de l’expansion de l’Univers qui s’est produite au cours de ces derniers milliards d’années. « Il restait toutefois un manque de données entre le début de l’Univers et la période actuelle », a expliqué Kyle Dawson, de l’Université de l’Utah et l’un des meneurs du projet.

« En 2012, j’ai lancé le projet eBOSS avec l’idée de produire une cartographie 3D de l’Univers la plus complète, en utilisant pour la première fois de nouveaux traceurs que sont les galaxies formant activement des étoiles et les quasars », a indiqué Jean-Paul Kneib, astrophysicien à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). La carte montre des filaments de matière et des vides définissant la structure de l’Univers dès ses prémices, lorsqu’il n’avait que 380.000 ans.

Une constante accélération

Pour la partie de la carte relative à l’Univers d’il y a six milliards d’années dans le passé, les chercheurs ont observé les galaxies les plus anciennes et les plus rouges. Pour les époques plus lointaines, ils se sont concentrés sur les galaxies les plus jeunes, bleues. Pour remonter au plus loin, c’est-à-dire jusqu’à onze milliards d’années, ils ont utilisé des quasars – des galaxies dont le trou noir supermassif, en leur centre, est rendu extrêmement lumineux par la matière qui y est engloutie.

La carte montre qu’à un certain moment l’expansion de l’Univers s’est accélérée et a, depuis, continué de le faire. Cette accélération semble être due, selon les chercheurs, à la présence d’énergie noire, un élément invisible qui s’intègre à la théorie générale de la relativité d’Einstein mais dont l’origine n’est pas encore comprise. Les astrophysiciens savent depuis plusieurs années que l’univers s’étend, mais ils tentent depuis de mesurer la vitesse exacte de cette expansion.

En comparant les observations faites par le programme eBOSS aux études menées jusqu’à présent sur les premiers temps de l’Univers, les chercheurs ont constaté un décalage entre les vitesses. Celle communément admise actuellement, appelée « constante de Hubble », s’est révélée être 10 % plus lente que la valeur calculée, a détaillé l’EPFL, en notant qu’il n’y a, à ce jour, pas d’explication.