Depuis la découverte stupéfiante en 1998 que l'expansion de l'univers s'accélère, les cosmologistes se heurtent à une énigme de taille : une force mystérieuse, baptisée énergie noire, semble constituer près de 70 % de la densité énergétique de notre cosmos.
Pour tenter de percer ce mystère, une collaboration internationale a été mise sur pied : le Dark Energy Survey (DES).
Le Dark Energy Survey : une quête de longue haleine
De 2013 à 2019, pendant 758 nuits, le projet DES a méthodiquement cartographié un huitième du ciel. Pour ce faire, les scientifiques se sont appuyés sur un instrument d'une puissance redoutable : la Dark Energy Camera (DECam), un appareil de 570 mégapixels fabriqué par le Département de l'Énergie américain.
Installée sur le télescope Víctor M. Blanco au Chili, elle a permis de collecter les données de 669 millions de galaxies situées à des milliards d'années-lumière.
Cette initiative, qui rassemble plus de 400 astrophysiciens de 35 institutions, représente l'une des campagnes d'observation les plus vastes jamais entreprises.
Son ambition était d'accumuler une quantité de données sans précédent pour passer au crible les différentes théories sur la nature de l'énergie noire et l'histoire de l'expansion cosmique.
Quatre méthodes pour une précision inégalée
La véritable force des résultats finaux du DES réside dans sa méthodologie. Pour la toute première fois, une seule et même expérience a combiné quatre méthodes d'analyse complémentaires pour sonder le cosmos.
Ces techniques incluent l'étude des supernovae de type Ia, l'analyse des oscillations acoustiques baryoniques, le décompte des amas de galaxies et, surtout, la mesure des lentilles gravitationnelles faibles.
Cette dernière méthode, particulièrement complexe, consiste à observer comment la lumière des galaxies lointaines est déformée par la gravité de la matière située en avant-plan.
En reconstruisant la distribution de la matière sur six milliards d'années d'histoire cosmique, les chercheurs peuvent en déduire avec une précision deux fois supérieure aux analyses précédentes comment l'univers s'est comporté et quelle influence a eu l'énergie noire à chaque époque.
Un modèle standard conforté, mais une tension qui subsiste
Les données du DES s'alignent majoritairement avec le modèle standard de la cosmologie, aussi appelé Lambda-CDM, qui suppose que la densité de l'énergie noire est constante dans le temps.
Cependant, les résultats ne permettent pas d'exclure totalement des modèles alternatifs où cette énergie évoluerait. Le principal enseignement est que les contraintes sur les modèles possibles se sont considérablement resserrées.
Toutefois, une anomalie persistante vient jeter une ombre au tableau. Les observations du DES confirment que la matière dans l'univers récent semble s'agglomérer différemment de ce que prédisent les modèles basés sur l'univers primordial.
Cette "tension cosmologique" s'accentue même avec les nouvelles données, sans pour autant être statistiquement suffisante pour invalider le modèle standard. Le projet DES passe désormais le flambeau à la nouvelle génération d'instruments, notamment l'Observatoire Vera C. Rubin, qui promet de pousser encore plus loin cette fascinante enquête sur la face cachée du cosmos.