South Pole Telescope : notre modèle de l’Univers est-il à réviser ?
La collaboration South Pole Telescope (SPT) vient de publier les résultats d’analyse des deux premières années d’observations du télescope. Ces résultats confirment la robustesse globale du modèle du Big Bang, mais ils indiquent aussi que notre modèle d’Univers pourrait nécessiter une révision : ces résultats aggravent le désaccord entre le rayonnement de fond et les explosions de supernovæ sur l’expansion de l’Univers. Ils fragilisent également le modèle de constante cosmologique en montrant un décalage avec les cartographies 3D des galaxies. Ce travail d’analyse a été mené par l’équipe de Silvia Galli de l’Institut d’astrophysique de Paris (Sorbonne Université / CNRS), avec le support du projet ERC NEUCosmoS. Leurs résultats sont publiés dans la revue Physical Review D.
Le télescope, situé sur la base australe américaine, est équipé d’une caméra de 3e génération (SPT-3G). Cette caméra produit des cartes du ciel d’une précision et d’une sensibilité inégalées. Ces dernières améliorent les observations du rayonnement de fond cosmologique, soit les premières lumières de l’Univers, produites auparavant par le télescope du satellite européen Planck et les récentes observations du télescope ACT situé dans l’Atacama (Chili).
L’analyse de ces cartes a nécessité plusieurs innovations méthodologiques et confirme les désaccords entre les données du rayonnement de fond et les observations d’explosions de supernovæ sur la mesure de l’expansion de l’Univers. En combinant toutes les données disponibles, il est possible qu’une nouvelle révision de l’Univers puisse réconcilier les différentes observations émises jusqu’alors.
Au tournant du XXIe siècle, les astronomes ont montré que l’expansion de l’Univers accélérait sous l’effet d’une énergie noire, ce qui a motivé la mise en place de projets ambitieux de cartographies tridimensionnelles sur la position de milliards de galaxies, comme par exemple, le programme d’observation au sol DESI ou le télescope spatial européen Euclid.
La récente analyse des cartes DESI montre une préférence pour une forme d’énergie noire, qui est différente du simple modèle d’une constante cosmologique. La confrontation des mesures du rayonnement de fond cosmologique fournis par SPT, Planck et ACT avec les cartes de DESI suggère qu’un modèle avec constante cosmologique pourrait ne plus être suffisant pour rendre compte des observations à disposition des astronomes.
Si les études menées par l’équipe du South Pole Telescope ne permettent pas encore de déterminer quel modèle alternatif réconciliera toutes les observations, l’avenir permettra sans doute d’y voir plus clair. En effet, l’analyse actuelle des caméras du SPT ne correspond qu’à 20% du quart de la voûte céleste que le projet compte observer. De plus, le programme DESI n’a analysé que 3 ans de données et prévoit d’observer le ciel encore au moins 2 ans. Enfin, le satellite européen Euclid livrera ses premières données cosmologiques fin 2026.
En conclusion, nous en sommes seulement à l’aube d’une nouvelle ère d’interrogations sur notre modèle cosmologique.
Pour en savoir plus :
- Lien vers l’article publié dans la revue Physical Review D.
- Lien vers un article complémentaire sur les résultats d’analyse, sur le site de l’Institut d’astrophysique de Paris.
- Une communication des résultats par l’Université de Chicago qui pilote le projet South Pole Telescope et sa caméra SPT-3G.