Une nouvelle mesure de l’Univers a confirmé que l’énergie noire représente près de 69 % de la somme de tout.
Cela laisse les 31 % restants qui comptent ; à la fois de la variété normale – c’est-à-dire les particules et les forces qui composent tout ce que nous pouvons voir – et de la matière noire, le mystérieux poltergeist gravitationnel responsable de mouvements et d’effets qui ne peuvent actuellement être expliqués autrement.
“Les cosmologues pensent que seulement 20 % environ de la matière totale est constituée de matière régulière ou “baryonique”, qui comprend les étoiles, les galaxies, les atomes et la vie”, explique l’astronome Mohamed Abdullah de l’Institut national de recherche en astronomie et géophysique d’Égypte et de Chiba. Université au Japon.
“Environ 80 % est constitué de matière noire, dont la nature mystérieuse n’est pas encore connue mais qui pourrait être constituée de particules subatomiques encore inconnues.”
L’énergie sombre, en revanche, est plutôt une force. Nous ne savons même pas ce que c’est. C’est le nom que nous donnons à tout ce qui entraîne l’expansion accélérée de l’Univers, et il y en a beaucoup. Des mesures répétées ont montré qu’elle constitue la majorité de la densité matière-énergie de l’Univers, tendant à se situer autour de 70 %.
Jusqu’à présent, il s’est avéré extrêmement difficile de définir le taux d’expansion de l’Univers, mais il existe de nombreuses bonnes raisons pour lesquelles les scientifiques souhaitent le faire. Réduire la densité matière-énergie de l’Univers pourrait aider les scientifiques à comprendre ce qu’est l’énergie sombre, comment elle a affecté l’expansion de l’Univers jusqu’à présent et ce qui pourrait arriver dans le futur : l’expansion de l’Univers pour toujours, ou l’inversion et contraction jusqu’à ce qu’elle devienne un Big Crunch.
Une façon éprouvée de comprendre la quantité d’énergie noire présente repose sur les amas de galaxies. C’est parce qu’ils sont constitués de matière qui s’est rassemblée sous l’effet de la gravité au cours de la vie de l’Univers, soit environ 13,8 milliards d’années.
En comparant le nombre de galaxies et la masse d’un amas à des simulations numériques, les scientifiques peuvent calculer les proportions de matière et d’énergie.
“Parce que les amas de galaxies d’aujourd’hui se sont formés à partir de matière qui s’est effondrée pendant des milliards d’années sous l’effet de sa propre gravité”, explique l’astronome Gillian Wilson de l’Université de Californie Merced, “le nombre d’amas actuellement observés, ce qu’on appelle l’abondance des amas “est très sensible aux conditions cosmologiques et, en particulier, à la quantité totale de matière.
Mais comme la majeure partie de la masse est fournie par la matière noire, il est difficile de mesurer directement la masse d’un amas de galaxies. Au lieu de cela, les chercheurs ont déterminé la masse des amas de galaxies dans leur base de données, en les analysant soigneusement à l’aide de la technique GalWeight de l’équipe pour s’assurer que chacun ne contenait que des amas de galaxies, en comptant le nombre de galaxies dans chacun. Étant donné que les amas plus massifs contiennent plus de galaxies, relation connue sous le nom de relation de richesse en masse (MMR), les chercheurs ont pu estimer la masse totale de chacun de leurs échantillons.
Ils ont ensuite effectué des simulations numériques pour générer des amas de galaxies, avec des proportions variables d’énergie noire et de matière. Les simulations qui correspondaient le plus aux amas de galaxies observés provenaient d’un univers composé à 31 % de matière.
C’est très proche (et une amélioration) de l’effort précédent de l’équipe, qui a produit un pourcentage d’énergie noire de 68,5 % et de matière de 31,5 %. Il est également en excellent accord avec d’autres mesures de la densité matière-énergie de l’Univers, ce qui suggère que nous sommes sur le point de le comprendre.
“Nous avons réussi à faire la première mesure de la densité de matière à l’aide du MRR, qui est en excellent accord avec celle obtenue par l’équipe Planck en utilisant la méthode du fond diffus cosmologique”, explique l’astronome Tomoaki Ishiyama de l’université de Chiba.
“Ce travail démontre en outre que l’abondance des amas est une technique compétitive pour contraindre les paramètres cosmologiques et complémentaire aux techniques non-amas telles que les anisotropies CMB, les oscillations acoustiques baryoniques, les supernovae de type Ia ou les lentilles gravitationnelles.”
La recherche a été publiée dans Le journal de l’astrophysique.