La théorie de la relativité générale d’Einstein vient de passer le plus grand test de son histoire

L’examen de millions de galaxies a révélé une évolution de leur répartition conforme aux prédictions d’Albert Einstein, avec de larges implications pour notre compréhension du cosmos.

Une échelle sans précédent

Formulée il y a plus d’un siècle, la théorie de la relativité générale d’Einstein a récemment été testée à une échelle sans précédent. Dans la cadre de travaux pré-publiés sur le serveur ArXiv, Mustapha Ishak-Boushaki, de l’université du Texas, et ses collègues ont utilisé l’instrument spectroscopique pour l’énergie noire (DESI) pour étudier la façon dont près de 6 millions de galaxies s’étaient regroupées au cours des 11 derniers milliards d’années.

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Selon l’équipe, la structure du cosmos et son évolution dans le temps constituent un bon test pour notre compréhension de la gravité, car c’est cette force qui a façonné les galaxies, dont les plus anciens exemples sont nés d’infimes variations de la distribution de la matière dans l’Univers primitif.

Associées à celles de plusieurs autres études de grande envergure, cartographiant notamment le fond diffus cosmologique (soit l’Univers tel qu’il était 380 000 ans après le Big bang) et la répartition des supernovas, ces données ont été comparées aux résultats basés sur la relativité générale et d’autres théories concurrentes plus récentes.

Einstein’s theories tested on the largest scale ever – he was right https://t.co/yx89XDXNm7

— New Scientist (@newscientist) November 21, 2024

« La relativité générale avait été largement testée en laboratoire, mais il était important de pouvoir le faire aux plus grandes échelles », écrivent les chercheurs. « À ce jour, rien ne prouve qu’une théorie s’écartant de celle d’Einstein puisse rendre compte de l’état du cosmos d’une manière plus pertinente. »

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Des implications pour l’intégration de l’énergie noire dans nos modèles

Ces résultats ont également des implications pour l’intégration de l’énergie noire, force mystérieuse considérée comme responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers, dans nos modèles.

Si les premières formulations de la relativité générale d’Einstein incluaient une constante cosmologique, sorte de force antigravitationnelle jouant le même rôle que l’énergie noire, des données précédemment collectées par DESI avaient suggéré des fluctuations dans les niveaux de cette dernière à mesure que l’Univers vieillissait. « Le fait que nous observions toujours cet écart par rapport à la constante cosmologique ouvre vraiment la boîte de Pandore », estime Ishak-Boushaki.

Les futures observations réalisées à l’aide de l’instrument pourraient également permettre la mise en évidence de variations dans la constante de Hubble ou de déterminer plus précisément la masse des neutrinos.

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