La technologie de la lentille gravitationnelle pour observer l’invisible
La mission Euclid ne cherche pas à photographier la matière noire directement, car celle-ci n’émet, n’absorbe et ne réfléchit aucune lumière. L’ESA s’appuie plutôt sur un phénomène physique nommé lentille gravitationnelle. Selon les protocoles de la mission, la présence de masses invisibles, comme les amas de matière noire, courbe la trajectoire de la lumière provenant de galaxies situées en arrière-plan.
Cette déformation, bien que subtile, modifie la forme apparente des galaxies lointaines. En mesurant avec une précision extrême ces distorsions, les astronomes peuvent inférer la distribution de la masse invisible dans l’espace. Ce processus permet de construire une carte tridimensionnelle de la matière noire à travers une vaste portion du ciel.
Pour réaliser ces mesures, la sonde utilise deux instruments de pointe :
* Le VIS (Visible Instrument), qui capture des images à haute résolution pour identifier les changements de forme des galaxies.
* Le NISP (Near-Infrared Spectrometer and Photometer), qui mesure le décalage vers le rouge, ou redshift, afin de déterminer la distance et l’âge des objets observés.
La distinction entre matière noire et énergie noire
Le programme scientifique d’Euclid repose sur l’étude de deux forces opposées qui dictent l’évolution de l’Univers. La matière noire agit comme une colle cosmique, exerçant une attraction gravitationnelle qui permet aux galaxies de se former et de rester liées. À l’inverse, l’énergie noire agit comme une force de répulsion qui accélère l’expansion de l’Univers.
L’un des enjeux majeurs de la mission est de comprendre comment l’équilibre entre ces deux composantes a évolué au cours des 13,8 milliards d’années de l’histoire cosmique. Les données recueillies permettront de tester la validité du modèle cosmologique standard, appelé $Lambda$CDM (Lambda-Cold Dark Matter). Si les observations d’Euclid révèlent des écarts par rapport aux prédictions de ce modèle, cela pourrait signifier que les lois de la gravité ou la nature de l’énergie noire nécessitent une révision fondamentale.
Comparaison des capacités entre Euclid et le télescope James Webb
Bien que le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA fournisse des images d’une clarté inégalée, ses objectifs opérationnels diffèrent de ceux d’Euclid. Le JWST est conçu pour l’observation profonde et ciblée ; il examine de petits champs de vision avec une intensité extrême pour étudier la naissance des premières étoiles et des galaxies.
Euclid adopte une stratégie de balayage large. Sa mission est de couvrir un tiers du ciel visible pour fournir une vue statistique et globale de la structure de l’Univers. Là où le JWST zoome sur des détails précis du passé lointain, Euclid cartographie la structure à grande échelle du cosmos pour comprendre la dynamique de son expansion.
La résolution de la tension de Hubble
Un problème central en cosmologie actuelle concerne la tension de Hubble. Les mesures du taux d’expansion de l’Univers varient selon les méthodes utilisées. Les observations basées sur le fond diffus cosmologique, qui date de l’aube de l’Univers, donnent des résultats différents de ceux obtenus par l’observation des supernovas et des étoiles variables dans l’Univers local.
Selon les rapports techniques de l’ESA, la mission Euclid pourrait apporter une réponse décisive à cette divergence. En fournissant des mesures indépendantes et extrêmement précises de la géométrie de l’Univers et de la croissance des structures, la mission permettra de déterminer si cette tension résulte d’une limite dans nos instruments de mesure ou de l’existence d’une nouvelle physique encore inconnue.
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L’objectif est de transformer notre compréhension de l’évolution cosmique en passant d’une observation fragmentée à une cartographie statistique globale de l’invisible. Dr.
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