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Nobel de physique 2011 à l’accélération de l’expansion de l’Univers

Le prix Nobel de physique 2011 a été décerné à Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt et Adam G. Riess, trois cosmologistes américains qui ont découvert à la fin des années 1990 que l’expansion de l’Univers allait, contre toute attente, en s’accélérant. Un constat qui a donné naissance à l’une des plus grandes énigmes de la physique d’aujourd’hui : l’existence de l’énergie noire.

Saul Perlmutter, Adam G. Riess et Brian P. Schmidt © DR

Il était entendu que l’Univers n’était ni statique ni immuable, qu’il était en expansion, et que cette expansion allait ralentissant. Avant qu’en 1998, deux équipes concurrentes, d’un côté Saul Perlmutter, de l’autre Brian P. Schmidt et Adam G. Riess ne publient leurs résultats qui feront l’effet d’une bombe. À cette époque, ces jeunes astrophysiciens (qui ont aujourd’hui entre 40 et 50 ans) s’intéressent à des objets très particuliers de l’Univers : des supernovae de type 1a, c'est-à-dire l’explosion d’étoiles très compactes aussi massives que le Soleil mais aussi petites que la Terre. Une seule de ces supernovae émet pendant quelques semaines autant de lumière qu’une galaxie toute entière.

La fugacité de cette explosion et la rareté de l’événement (classiquement, une galaxie connaît une explosion de supernova 1a environ tous les millénaires) fait qu’elles sont difficiles à observer. Pourtant, grâce au travail de précédents Prix Nobel de physique, les deux équipes vont réussir à enregistrer l’explosion de 50 supernovae et mesurer l’évolution de leur intensité lumineuse.

Et là, surprise, alors que les physiciens disposent de modèles très précis décrivant la variation de la luminosité d’une supernova 1a, connue pour être très régulière, leurs résultats montrent que la luminosité décroît à un rythme plus rapide que celui attendu. Si la luminosité de ces objets célestes décroît à un tel rythme, c’est que l’éloignement de ces objets s’amplifie au fil du temps. Donc que l’expansion de l’Univers va en s’accélérant.

Brian Schmidt, contacté ce matin par le comité Nobel, a raconté que lui et son équipe ont d’abord été interloqués par ce « crazy result ». Ils ont cherché l’erreur sans la trouver avant de se décider enfin, avec une certaine appréhension, à communiquer leurs mesures et leurs conclusions aux astrophysiciens du monde entier. Un scénario qui rappelle un autre résultat abracadabrant tombé ces dernières semaines sur la vitesse des neutrinos qui serait supérieure à celle de la lumière.

Dans le cas des trois Prix Nobel, leurs calculs n’ont jamais été pris en défaut et leurs résultats ont été confirmés par d’autres observations. Quant à l’explication de cette accélération de l’expansion de l’Univers, le mystère reste entier. L’hypothèse est qu’elle serait causée par une énergie inconnue, appelée énergie noire, sur laquelle planche une large communauté de physiciens. Gageons que celui qui en apportera la preuve sera lui aussi nobélisé.

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