Les scientifiques ont fait une nouvelle découverte surprenante sur l’énergie noire

À l’aide du télescope spatial eROSITA, les scientifiques ont découvert que l’énergie noire est uniformément répartie dans l’espace et dans le temps.

Quand Edwin Hubble a observé des galaxies lointaines dans les années 1920, il a fait la découverte révolutionnaire que l’univers était en expansion. Cependant, en 1988, d’autres études indiquaient qu’il entamait également une phase d’expansion accélérée.

« Pour expliquer cette accélération, nous avons besoin d’une source », a expliqué Joe Mohr, astrophysicien à l’Université Ludwig Maximilian (LMU). « Nous appelons cette source » l’énergie noire « , qui fournit » l’anti-gravité « pour accélérer l’expansion cosmique. »

L’existence de l’énergie noire et de l’accélération cosmique est une surprise. Cela indique que notre compréhension actuelle de la physique est soit incomplète, soit incorrecte.

Maintenant, I-Non Chiu de l’Université nationale Cheng Kung à Taiwan, en collaboration avec les astrophysiciens du LMU Matthias Klein, Sébastien Bouquet et Joe Mohr, a publié une étude inédite. Pour ce faire, ils ont utilisé le télescope à rayons X eROSITA, qui se concentre sur les amas de galaxies.

ouvrage intitulé « Contraintes cosmiques des amas de galaxies et des amas dans l’étude finale de la profondeur équatoriale d’ErositaIl a été publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Quel est l’effet de l’énergie noire sur l’univers ?

L’antigravité, peut-être causée par l’énergie noire, éloigne les objets les uns des autres et empêche la formation de grands corps cosmiques qui se formeraient autrement en raison de la gravité.

Par conséquent, cela affecte où et comment les plus gros objets de l’univers se forment, y compris les amas de galaxies avec des masses totales allant de 10¹³ jusqu’à 10¹⁵ masses solaires.

« Nous pouvons en apprendre beaucoup sur la nature de l’énergie noire en comptant le nombre d’amas de galaxies qui se sont formés dans l’univers en fonction du temps, ou dans l’univers observé en fonction du décalage vers le rouge », a déclaré Klein.

Les amas de galaxies sont extrêmement rares

L’un des problèmes que l’équipe devait surmonter était la rareté des amas de galaxies.

Pour les découvrir, des relevés d’une grande partie du ciel sont nécessaires à l’aide des télescopes les plus sensibles au monde. Le télescope spatial à rayons X eROSITA – un projet dirigé par l’Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE) à Munich – a été lancé en 2019 pour mener une enquête sur tout le ciel à la recherche d’amas de galaxies.

Dans le eROSITA Final Tropical Depth Survey (eFEDS), un petit relevé conçu pour vérifier les performances du All-Sky Later Survey, environ 500 amas de galaxies ont été trouvés. Cela représente l’un des plus grands échantillons d’amas de galaxies de faible masse à ce jour et couvre les 10 derniers milliards d’années d’évolution cosmique.

Chiu et ses collègues ont utilisé un ensemble de données supplémentaires en plus des données optiques eFEDS du programme stratégique Hyper Suprime-Cam de Subaru. Ceci est dirigé par les sociétés astronomiques du Japon et de Taïwan et l’Université de Princeton.

Les chercheurs ont utilisé ces données pour caractériser les amas de galaxies dans eFEDS et mesurer leurs masses à l’aide d’un processus de lentille gravitationnelle faible. La combinaison des deux ensembles de données a permis la première étude cosmologique utilisant des amas de galaxies pour étudier l’énergie noire.

Une trouvaille incroyable

En comparant les données et les prédictions théoriques, les résultats montrent que l’énergie noire représente environ 76 % de la densité d’énergie totale dans l’univers.

De plus, les calculs ont indiqué que la densité d’énergie de l’énergie sombre semble être uniforme dans l’espace et constante dans le temps.

Bouquet a commenté: « Nos résultats concordent également bien avec d’autres méthodes indépendantes, telles que les études d’amas de galaxies passés ainsi que celles utilisant une faible lentille gravitationnelle et le fond cosmique de micro-ondes. »

Toutes les preuves d’observation, y compris les résultats les plus récents de l’eFEDS, indiquent que l’énergie noire peut être décrite par une simple constante, communément appelée « constante cosmologique ».

Moore a conclu: « Bien que les erreurs actuelles dans ces contraintes soient encore plus importantes que nous ne le souhaiterions, cette recherche utilise un échantillon d’eFEDS qui occupe moins de 1% du ciel complet. »

Cette première analyse a donc jeté une base solide pour les études futures de l’échantillon plein ciel d’eROSITA, ainsi que des échantillons d’autres groupes.