Les scientifiques estiment que la matière noire et l'énergie noire constituent ensemble 95% de la matière gravitationnelle de l'univers tandis que les 5% restants sont de la matière baryonique, qui est la matière "normale" qui compose les étoiles, planètes et êtres vivants. Cependant, depuis des décennies, près de la moitié de cette matière n'a pas été trouvée. Maintenant, en utilisant une nouvelle technique, une équipe comprenant des chercheurs de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) a montré que cette matière baryonique "manquante" remplit l'espace entre les galaxies aussi chaude, gaz à faible densité. La même technique donne également un nouvel outil qui montre que l'attraction gravitationnelle subie par les galaxies est compatible avec la théorie de la relativité générale. Cette recherche est publiée aujourd'hui dans trois articles dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

En concevant cette nouvelle technique, les chercheurs ont analysé les changements du spectre électromagnétique vers le rouge à mesure que les galaxies s'éloignent de nous. Dans l'univers, les sources qui s'éloignent présentent un spectre plus rouge, et ceux qui approchent passent au bleu. Cet effet fournit des données essentielles pour la cosmologie moderne. Il y a près d'un siècle, Edwin Hubble a découvert que les décalages vers le rouge des galaxies sont d'autant plus élevés qu'ils sont éloignés, et ce fut la preuve initiale qui a finalement conduit au modèle Big Bang de l'univers. Depuis lors, ces décalages vers le rouge ont été utilisés pour trouver les distances aux galaxies et pour construire des cartes tridimensionnelles de leur distribution dans l'univers.

Dans le travail que nous rapportons ici, une nouvelle méthode a été développée, qui étudie les statistiques des redshifts des galaxies, sans les convertir en distances. Dans leur premier article, l'équipe montre que ces cartes sont sensibles à l'attraction gravitationnelle entre les galaxies à des échelles cosmologiques. Dans un deuxième article, la même équipe a comparé les cartes avec les observations du fond diffus cosmologique, créant le premier recensement complet de la matière baryonique sur 90% de la vie de l'univers.

"La plupart de cette matière ordinaire nous est invisible car elle n'est pas suffisamment chaude pour émettre de l'énergie. Cependant, en utilisant les cartes des redshifts des galaxies, nous constatons que toute cette matière remplit l'espace entre eux, " explique Jonás Chaves-Montero, chercheur au Centre international de physique de Donostia (DIPC) et premier auteur de cet article.

Finalement, comme indiqué dans un troisième article, les chercheurs ont également utilisé les cartes de décalage vers le rouge des galaxies pour étudier la nature de la gravité. « Contrairement aux approches précédentes, notre nouvelle méthode n'est basée sur aucune conversion du redshift en distance, et il est démontré qu'il est robuste contre le bruit et les impuretés des données. Grâce à cela, cela nous permet de conclure avec une grande précision que les observations sont compatibles avec la théorie de la gravité d'Einstein, " dit Carlos Hernández-Monteagudo, un chercheur de l'IAC qui est le premier auteur de ce troisième article.