Il sera possible d'utiliser de nouvelles cartographies astronomiques de centaines de milliers de vides cosmiques et d'amas de galaxies pour tester la théorie de la relativité d'Einstein en recherchant de petits écarts de gravité à de grandes distances - une explication possible de l'énergie noire qui accélère l'expansion de la univers. C'est ce que montre une nouvelle étude de l'Université d'Uppsala publiée dans Examen physique D , une revue scientifique.

Les vides cosmiques sont des espaces de plusieurs millions d'années-lumière qui contiennent des galaxies moins nombreuses et plus dispersées que la moyenne. Entre les vides se trouvent des amas de galaxies, les plus grandes structures connues formées dans l'univers, aussi lourd qu'un million de milliards de masses solaires. La gravité contrôle la vitesse de croissance des vides et des amas de galaxies, ainsi que leur densité.

Pour autant que nous sachions, la gravité fonctionne selon la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, mais la théorie n'a pas encore été testée avec précision à de très grandes distances et dans des zones clairsemées.

Les chercheurs Martin Sahlén du Département de physique et d'astronomie de l'Université d'Uppsala et Joseph Silk de l'Université Johns Hopkins, Institut d'Astrophysique de Paris, Université Paris Diderot et Université d'Oxford, ont calculé comment de petits écarts par rapport à la théorie de la relativité d'Einstein à de grandes distances pourraient affecter le nombre, taille et densité des vides cosmiques et des amas de galaxies.

"Les résultats montrent qu'en comptant les vides et les amas à l'aide de satellites et de télescopes de nouvelle génération, nous pouvons détecter des écarts par rapport à la théorie d'Einstein aussi faibles que quelques pour cent. Cela améliorerait nos connaissances, plusieurs centaines de fois, sur le fonctionnement de la gravité à de grandes distances dans l'univers et pourrait même expliquer l'énergie noire, " dit Martin Sahlén.

Les grands mappages offrent de nouvelles opportunités

Les auteurs ont déjà montré que l'existence simultanée du plus grand vide connu et du plus grand amas connu est fondée sur l'existence d'énergie noire dans l'univers.

Ce n'est que ces dernières années que les cartographies astronomiques du cosmos sont devenues si grandes et détaillées que les scientifiques ont commencé à être en mesure de compiler de grands catalogues de vides cosmiques. La découverte offre de nouvelles opportunités pour étudier l'énergie noire et la gravité en utilisant les futures cartographies à grande échelle prévues pour les satellites et les télescopes de la prochaine génération.

Des projets majeurs comme le satellite Euclid, le télescope 4MOST, le Large Synoptic Survey Telescope et le gigantesque radiotélescope Square Kilometer Array seront capables de cartographier des millions de vides et d'amas au cours de la prochaine décennie, jusqu'à dix milliards d'années dans le passé. Des chercheurs de l'Université d'Uppsala sont impliqués dans les travaux avec 4MOST, Tableau kilométrique carré et Euclide.