Imaginons que nous habitons une maison dans laquelle cinq objets sur six sont invisibles et de nature inconnue. Autre caprice de cette demeure: elle gonfle imperceptiblement, mystérieusement, inexorablement et de plus en plus vite, sans qu’on ait la moindre explication à donner à cette dilatation accélérée. Cette maison hantée, c’est en fait l’Univers dans lequel nous vivons, celui dans lequel flotte notre insignifiante et néanmoins merveilleuse planète Terre.
Ces deux insupportables casse-têtes cosmologiques ont été baptisés «matière noire» et «énergie sombre» par les astrophysiciens. Ces derniers s’efforcent en vain depuis des décennies de comprendre les natures respectives de cette matière et de cette énergie dont les existences ont été imposées par l’observation de l’Univers avec des technologies modernes toujours plus puissantes.
Pour l’anecdote, c’est un astronome suisse, Fritz Zwicky (1898-1974), qui fut le premier à postuler l’existence de la matière noire. Ce scientifique, qui fit toute sa carrière en Californie mais refusa obstinément de prendre la nationalité américaine, était aussi respecté que détesté par ses pairs: Zwicky avait en effet une des personnalités les plus exécrables de toute l’histoire de la recherche scientifique. Ce caractériel méprisant terrorisait non seulement ses étudiants mais aussi ses confrères. Il traitait par exemple ses collègues de l’observatoire du Mont-Wilson de «spherical bastards», c’est-à-dire de pauvres types sphériques, parce que, selon lui, c’étaient des pauvres types quel que soit le côté par lequel on les considérait.
Mais l’odieux Zwicky avait bel et bien postulé en 1933, avec quarante ans d’avance sur tout le monde, l’existence d’une matière noire pour expliquer les incohérences de mécanique céleste révélées par l’observation de groupes de galaxies. Plus tard, il a aussi fallu postuler l’existence d’une énergie sombre quand on s’est aperçu que l’Univers accélérait son expansion, alors que, logiquement, il devait la ralentir. En fait, ces deux énormes inconnues constituent 95% du contenu de l’Univers. Autrement dit, nous sommes ignorants à 95%. C’est vexant.
C’est pourquoi l’Europe a imaginé, construit et lancé en juillet dernier Euclid, un télescope spatial extrêmement innovant, capable de prendre rapidement des images carrées d’une résolution formidable de 600 millions de pixels, en lumière visible et dans l’infrarouge, des images couvrant chacune une surface de la voûte céleste légèrement supérieure à celle qu’occupe la pleine Lune. Le champ de vision d’Euclid est en fait 180 fois plus étendu que celui de Hubble. C’est ce potentiel «grand-angle», associé à la puissance des capteurs et à la sophistication de l’optique, qui doit permettre à cet appareil de cartographier de manière ultra-détaillée, en six ans et en 30 000 photos, un tiers de la sphère céleste.
Le télescope spatial européen Euclid, lancé en juillet dernier, est désormais opérationnel. Il prendra 30 000 photos du ciel d’ici à 2029.
ESAUne carte en trois dimensions de l’Univers
Très bien. Mais pourquoi cette vaste fenêtre sur l’Univers permettra-t-elle (peut-être) de lever le voile sur la matière noire et l’énergie sombre? C’est parce que, en immortalisant avec une grande précision la forme, la couleur, la position, la distance de milliards de galaxies sur une portion très importante du ciel, il sera possible de se faire une idée dix fois plus précise de la répartition de la matière visible dans l’Univers et à des époques très différentes de celui-ci. Or la matière visible, c’est-à-dire nos bons vieux atomes, et la lumière interagissent intimement avec cette agaçante matière noire. Elles trahissent ainsi son invisible présence, sa répartition, très inégale, dans l’Univers. Les astrophysiciens auront donc à disposition une carte en trois dimensions de cette fantomatique matière d’une précision sans précédent.
Quant à l’énergie sombre, là aussi, les scientifiques peuvent espérer mieux la comprendre en ayant à disposition ces prochaines années un historique de la rapidité de l’expansion de l’Univers. Car en étant capable de visionner des galaxies vieilles jusqu’à 10 milliards d’années, Euclid permettra de mesurer les variations de vitesse de cette dilatation cosmique en fonction des époques. Ces données seront d’une valeur inestimable pour tenter de comprendre ce qui souffle et avec quelle force, selon les âges, dans ce gigantesque ballon de baudruche qu’est l’Univers. «Avec Euclid, nous espérons de l’inattendu», explique l’astronome français Yannick Mellier, un des patrons de cette mission qui a mobilisé un nombre de cerveaux sans précédent dans l’histoire de l’astronomie.
Des images à voir absolument sur internet
Ces cinq premières images d’Euclid diffusées il y a deux semaines par l’Agence spatiale européenne et que nous reproduisons ici sont avant tout des tests qui ont permis de vérifier que le télescope est performant. Le résultat a subjugué la communauté scientifique. Pourtant, a priori, elles ressemblent aux images de Hubble ou du télescope James Webb. C’est en fait sur internet qu’on peut mieux comprendre leur puissance. C’est pourquoi vous trouverez ci-dessous les pages web que l’ESA leur a consacrées et de jouer avec les outils de zoom. Car chacune de ces images pourrait être imprimée sous forme de poster de 2 mètres de côté sans que chaque détail perde en netteté.
C’est véritablement l’étoffe de l’Univers qui est révélée dans toute la subtilité de son tissage. Et ce n’est qu’un début: «J’ai déjà cinq autres images au four, témoigne Jean-Charles Cuillandre, l’astronome qui traite ces images pour l’ESA. Et je peux vous dire qu’elles sont très jolies.» Mais il faudra attendre janvier pour les découvrir.