Une matière invisible, enfin mise en lumière
Il y a longtemps, Einstein a déterminé la possibilité de lentilles gravitationnelle comme conséquence de sa théorie de la relativité généralisée. Selon cette théorie, la matière agit sur l'espace environnant pas des effets gravitationnels. Ces effets sont sensibles mêmes sur la lumière. Par conséquent, une masse suffisante de matière noire, située entre un télescope et une source lumineuse lointaine, courbera la trajectoire de la lumière entre la source et l'observateur. Les scientifiques du projet CALICE («Cosmological applications of lensing and intrinsic correlations of ellipticities»), financé par l'UE, ont étudié les effets de lentille gravitationnelle dans leur quête de la composition de l'univers. L'observation des distorsions cohérentes d'un grand nombre de galaxies lointaines, situées à des distances variées, a révélé la répartition de la matière noire durant les étapes successives de l'expansion de l'univers. Cette tomographie par effet de lentille gravitationnelle faible informe sur les propriétés de l'expansion, donc sur l'énergie sombre et d'éventuels écarts des effets gravitationnels par rapport à la théorie d'Einstein. CALICE a appliqué une méthodologie basée sur un système d'estimation de paramètres, constitué d'un ensemble de codes de programmation. Ce système peut prédire l'effet de lentille gravitationnelle correspondant au modèle de l'énergie sombre qu'il intègre. On peut aussi l'alimenter par des données provenant d'observations ou de simulations. Pour évaluer la probabilité des modèles théoriques, les chercheurs les ont fusionnés avec l'analyse des données dans le cadre d'une procédure statistique. En s'appuyant sur cette méthodologie, des membres du projet ont étudié la viabilité de modèles de la gravité modifiés par la variation de paramètres dans les équations de la relativité générale. Cependant, l'effet de lentille gravitationnelle observé pourrait tout aussi bien s'expliquer par la théorie gravitationnelle standard. En outre, pour expliquer l'accélération de l'expansion de l'univers, CALICE a examiné des modèles de l'énergie sombre contenant des oscillations tardives. Il a aussi essayé d'étudier les effets de lentille gravitationnelle faible sur le fond de rayonnement cosmique, et a réussi à effectuer ses propres mesures.Les données du projet contribueront aux importants travaux conduits en collaboration dans le cadre de la mission Euclide de l'Agence spatiale européenne (ESA). Cette mission cartographiera en haute résolution l'effet de lentille gravitationnelle, pour déterminer la nécessité de faire appel à la matière noire ou à des modifications de la théorie de la relativité générale afin d'expliquer les observations.
Mots‑clés
Matière noire, lentille gravitationnelle, relativité générale, univers, expansion, faible lentille gravitationnelle, gravité
