La mission européenne Euclid a décollé, le 2 juillet 2023 depuis la Floride à bord d’une fusée Falcon 9 de SpaceX. Avec cette mission, l’Agence spatiale européenne ESA compte apporter des réponses (éclairantes) à deux grandes énigmes, celles de la matière noire et de l’énergie sombre.
Wikipedia En cosmologie, l’énergie sombre ou énergie noire (en anglais : dark energy) est une forme d’énergie hypothétique remplissant uniformément tout l’Univers et dotée d’une pression négative, elle se comporte comme une force gravitationnelle répulsive. L’existence de l’énergie sombre est nécessaire pour expliquer, dans le cadre du modèle standard ΛCDM, diverses observations astrophysiques, notamment l’accélération de l’expansion de l’Univers détectée au tournant du xxie siècle. L’énergie sombre ne doit pas être confondue avec la matière noire qui, au contraire, ne remplit pas uniformément l’Univers et qui interagit normalement (forces attractives) avec la gravitation.
Malgré une densité très faible (de l’ordre de 10−29 g/cm3), l’énergie sombre serait une composante majeure de l’Univers, représentant environ 68 % de la densité d’énergie totale de celui-ci.
Sa nature reste aujourd’hui encore inconnue. Il peut s’agir simplement de la constante cosmologique induite par la relativité générale qui aurait une valeur non nulle. Il existe d’autres hypothèses, menant soit à une modélisation différente de la matière (quintessence, k-essence, modèles unifiés de matière et d’énergie sombre), soit à une modélisation différente de la gravitation (gravité f(R), champs scalaires, cosmologie branaire). Le choix entre ces différentes hypothèses dépend essentiellement des contraintes apportées par l’observation, notamment des supernovas de type Ia, du fond diffus cosmologique ou des oscillations acoustiques des baryons. L’existence de l’énergie sombre est par ailleurs contestée par divers modèles cosmologiques alternatifs au modèle standard ΛCDM, la considérant comme un simple artefact ad hoc rappelant l’hypothèse de l’éther luminifère de la fin du 19e siècle.
L’énergie noire est considérée comme accélérant l’expansion de l’univers. Elle représenterait 68% de la matière de l’univers , selon la relation E =mc2. La matière noire pour sa part est considérée comme constituant 26% de la matière de l’univers. Cependant les scientifiques ne sont pas certains aujourd’hui de ce que représentent ces concepts. Euclid devra apporter des débuts de réponse dans ces deux domaines.
Pour cela Euclid devra faire une carte en trois dimensions de l’Univers sombre (le temps étant la 3e dimension) en observant des milliards de galaxies dans un rayon de 10 milliards d’années-lumière, soit un tiers de la voûte céleste. Ceci devrait permettre de préciser comment l’univers s’est étendu et quelles structures il a formé depuis ce temps. Ceci devrait aussi permettre de mieux comprendre ce que sont réellement l’énergie noire, la matière noire et la gravité.
Ces thèmes sont au cœur du programme de l’ESA Cosmic Vision https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/ESA_s_Cosmic_Vision
What are the fundamental physical laws of the Universe? et How did the Universe originate and what is it made of?
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