Énergie sombre. Deux mots anodins ? Sûrement pas ! On suppose aujourd’hui que l’énergie sombre, à elle seule, représenterait 70 % de notre Univers, soit bien plus que la matière (tels les éléments qui composent les êtres vivants ou les astres) ou le rayonnement (tels les photons). Déroutante hypothèse. Sur quoi se fonde-t-elle donc ?
Si l’on exclut Einstein qui avait en son temps suggéré l’hypothèse d’une énergie sombre pour de mauvaises raisons (il cherchait à rendre l’espace immuable), les chercheurs se sont longtemps accordés à dire que les observations pouvaient être interprétées en ne faisant appel qu’à de la matière et à une faible quantité de rayonnement. En 1998, l’étude de lointaines supernovae (explosions cataclysmiques d’une étoile) a brutalement chamboulé cet édifice. Démontrant sans ambiguïté l’accélération de l’expansion de notre Univers, ces nouvelles observations nécessitent de réviser en profondeur notre compréhension du cosmos : peut-être faut-il développer une nouvelle modélisation de la gravité qui engloberait la relativité générale, ou considérer une forme d’énergie nouvelle, baptisée « énergie sombre », de pression négative et agissant sur l’espace comme on pourrait imaginer que le ferait une gravité répulsive. La densité d’énergie sombre est-elle stable ou varie-t-elle avec le temps ? Est-ce une constante cosmologique, à l’instar de celle qu’Einstein avait introduite dans ses équations, ou une forme plus complexe de matière ?
En cosmologie, c’est la révolution. Le prix Nobel décerné à Adam Riess, Saul Perlmutter et Brian Schmidt vient immédiatement couronner cette surprenante découverte, et de nombreuses expériences sont lancées pour étudier l’énergie sombre et en cerner les caractéristiques. Le satellite Planck est équipé de détecteurs ultrasensibles capables de percevoir la chaleur d’une bougie allumée sur la Lune. En orbite à 1,5 million de kilomètres de la Terre, le satellite a recueilli les premières lueurs de l’Univers – elles remontent à une époque où il était âgé de 380 000 ans seulement, alors que son âge actuel est évalué à 13,798 milliards d’années). Sur Terre, le télescope du Sloan Digital Sky Survey, dans le désert du Nouveau-Mexique, cartographie en 3D la répartition de plus d’un million de galaxies et près de deux cent mille quasars, afin de déceler là aussi l’empreinte de l’Univers primordial. À ce jour, ces observations ont permis de mesurer avec une précision inégalée la composition de notre Univers, et toutes confirment l’étonnante similitude entre l’énergie sombre et une constante cosmologique.
