Faire la lumière sur le côté sombre de l'univers

La matière noire est une substance invisible qui représenterait 27 % de la matière composant notre univers. Sa force gravitationnelle empêche les galaxies de se séparer à la vitesse à laquelle elles gravitent. L'énergie noire, par contre, se comporte comme une force gravitationnelle répulsive, augmentant le rythme d'expansion du cosmos. Selon les scientifiques, l'énergie noire pourrait composer jusqu'à 70 % de l'univers alors que les particules connues n'en représentent que 5 %.

Malgré les nombreuses explications suggérées, la matière noire tout comme l'énergie noire ont en fait constitué un mystère jusqu'à aujourd'hui. Les scientifiques travaillant sur le projet DARKMATTERDARKENERGY («Understanding the dark universe with 3D weak gravitational lensing»), financé par l'UE, ont utilisé la technique la plus efficace ayant été mise au point pour étudier ce côté sombre: l'effet de lentille gravitationnelle.

La matière noire n'interagit pas avec la force électromagnétique opérant entre des particules chargées et, par conséquent, ne diffuse ni ne réfléchit la lumière. Elle semble toutefois jouer le rôle le plus important dans la formation de l'univers à grande échelle, interagissant avec la force de gravité. Le rayon de courbure de l'espace-temps à proximité de la masse gravitationnelle, notamment la matière noire, dévie les rayons lumineux passants, déformant ainsi les images des galaxies en arrière-plan.

Des mesures de la répartition de matière noire constatée par l'effet de lentille gravitationnelle dans 65 groupes de galaxies ont été comparées à la répartition de gaz déterminée par émission de rayons X et diffusion de photons à partir du rayonnement cosmique de fond. Cette comparaison a conduit à des découvertes surprenantes, telles que la constance de la relation luminosité-température dans les groupes de masse diverse au cours des 5 millions d'années passées.

Les découvertes découlant de l'analyse de la collision entre groupes de galaxies se sont révélées encore plus étonnantes. L'équipe du projet DARKMATTERDARKENERGY a trouvé quatre collisions, d'après les observations transmises par le télescope spatial Hubble, l'observatoire dans l'espace à rayons X Chandra et le très imposant observatoire ESO, sur terre. Ces collisions entre groupes de galaxies, ainsi que l'amas de galaxies Bullet découvert en 2006, ont démontré dans une certaine mesure que la matière noire interagissait avec la matière ordinaire.

Si ces résultats sont exacts et que les interactions de la matière noire sont plus courantes que prévu, cela confirmerait l'existence de la matière noire et de l'énergie noire. Qui plus est, ils fourniraient une estimation plus précise de l'importance de cette substance mystérieuse. À cet effet, les scientifiques ont poursuivi les travaux du projet DARKMATTERDARKENERGY après son achèvement en procédant à de nouvelles expériences, comme celle avec le télescope Euclid de l'ESA.