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Comment la plus grande carte de l'Univers en 3D a-t-elle été créée ?

Notre Univers a été cartographié avec une grande précision. Les données du Sloan Digital Sky Survey ont permis de retracer son évolution, à différentes époques, grâce à l'étude de différents objets astronomiques.

Jamais l'Univers n'avait été cartographié de façon aussi précise. Des astrophysiciens ont présenté la plus grande carte de l'Univers en trois dimensions ce 20 juillet 2020. La carte résume plus de 11 milliards d'années de l'expansion de l'Univers (au lieu de 6 auparavant), depuis ses prémisses (lorsqu'il était âgé de 380 000 ans).

Il a fallu plus de 20 ans pour aboutir à ce résultat. Les scientifiques ont travaillé dans le cadre du Sloan Digital Sky Survey (SDSS, signifiant littéralement « relevé numérique du ciel Sloan »), un programme de relevé d'objets célestes mobilisant un télescope de l'observatoire d'Apache Point au Nouveau-Mexique (États-Unis). Grâce à ces données, les scientifiques peuvent combler des manques dans l'histoire cosmologique et mieux cerner le phénomène de l'expansion de l'Univers.

Des « traceurs » différents en fonction des époques

Pour obtenir une carte précise, les scientifiques ont utilisé différents « traceurs », c'est-à-dire des objets astronomiques, qui montrent quelle était la distribution dans la masse de l'Univers, en fonction des époques étudiées. L'image ci-dessus représente par des couleurs les différents types d'objets célestes utilisés.

Vous pouvez vous-même explorer cette carte de l'Univers dans une animation (en anglais), accessible ici. En cliquant sur les chiffres, il est possible de retrouver les types d'objets qui ont été mobilisés pour retracer l'évolution de l'Univers.

Mieux contraindre les propriétés de la mystérieuse énergie noire

Les données révèlent que l'expansion de l'Univers s'est accélérée il y a environ 6 milliards d'années, et que cette accélération perdure depuis. C'est l'énergie noire, une composante hypothétique invisible (jamais observée), qui pourrait être à l'origine de ce phénomène. Par ailleurs, les données de SDSS renforcent l'écart constaté entre deux mesures du taux d'expansion (la célèbre constante de Hubble). Une hypothèse envisagée est qu'une forme de matière ou d'énergie venant de l'Univers jeune ait laissé une trace dans son évolution.

Grâce à tous ces éléments, il devient possible de mieux contraindre des caractéristiques fondamentales de notre Univers, comme sa courbure ou la densité de l'énergie noire. On obtient ainsi un Univers sans courbure et une énergie noire dont la densité est constante.