Cienciaes.com : EUCLIDE et l’univers sombre. Nous avons parlé avec Francisco Javier Castander

Si Euclide, le mathématicien grec considéré comme « le père de la géométrie », avait relevé la tête le 1er juillet, environ 2 300 ans après sa mort, il aurait vu avec étonnement un énorme navire décoller de Cap Canaveral, en Floride, aux États-Unis, avec un vaisseau spatial qui portait son nom : EUCLIDE. La sonde spatiale, une mission de l’Agence spatiale européenne (ESA), rend hommage au sage grec qui a transformé notre façon de comprendre le monde avec son ouvrage « Les Éléments », un recueil de la géométrie de son époque dont l’influence a traversé les siècles.

Depuis sa sortie, EUCLIDE Il a traversé l’espace jusqu’à atteindre une orbite autour du point de Lagrange 2, un lieu particulier, situé à un million et demi de kilomètres de nous, où s’équilibrent les forces du Soleil et de la Terre. Une fois qu’elle a atteint l’orbite avec succès, la sonde EUCLIDE peaufine ses instruments avec un seul objectif : améliorer la compréhension de l’énergie noire et de la matière noire dans l’Univers.

La matière noire et l’énergie noire sont des concepts que le sage grec n’avait jamais imaginés, et pourtant nous connaissons leur présence dans l’Univers grâce aux sciences qu’il a contribué à développer. Notre invité aujourd’hui dans Talking to Scientists, Francisco Javier Castander, chercheur au GLACE–SCCI et du CEI et l’un des membres du Consortium Euclid, explique ces concepts de manière claire et facile à comprendre lors de l’entretien.

Il dit que l’existence de la matière noire est révélée en observant la façon dont les étoiles tournent autour des galaxies ou comment les amas de galaxies se déplacent. La órbita de un cuerpo alrededor de otro está determinada por la gravedad de éstos y, al observar la órbita de las estrellas alrededor de las galaxias, descubrimos incongruencias que no se pueden explicar, a no ser que exista mucha más masa de la que se puede regarder. Cette masse invisible, connue sous le nom de « matière noire », exerce son attraction gravitationnelle sur les étoiles et les force à orbiter comme elles le font.

L’énergie noire est plus difficile à comprendre, explique Francisco J. Castander. Il fait son apparition lors de l’étude du taux d’expansion de l’Univers. Après la grande explosion qui a donné naissance à l’Univers, le Big Bang, celui-ci s’est étendu et la logique suggère que, en raison de l’attraction gravitationnelle de toute la matière qu’il contient, sa vitesse d’expansion devrait diminuer. Pourtant, la réalité est différente, mesures et observations révèlent le contraire : l’expansion de l’Univers s’accélère. Cette accélération n’est possible que s’il existe une énergie inconnue qui la pousse dans son expansion, c’est “l’énergie noire”.

Pour étudier la matière noire et l’énergie, la sonde EUCLIDE Il est équipé d’un télescope Korsch dont le miroir principal mesure 1,2 mètre de diamètre. Avec lui, vous pouvez voir une région du firmament avec une superficie légèrement plus grande que celle de la Pleine Lune.
La lumière collectée par le télescope est dirigée vers deux instruments. Le premier est un générateur d’images visibles (VIS) qui permet d’observer la lumière et de mesurer la déformation subie par les galaxies à cause des lentilles gravitationnelles qu’elle trouve sur son passage. Le second est un spectromètre et photomètre proche infrarouge (NISP). Étant donné que la lumière visible lors de son déplacement a tendance à rougir en raison de l’expansion de l’univers, cet instrument sera capable de mesurer le redshift, qui est en corrélation avec les distances de plus d’un milliard de galaxies. Une série de filtres et un spectromètre permettront de mesurer l’accélération de l’Univers et l’énergie sombre qui l’anime.

On estime qu’au cours des six années que EUCLIDE sera en service, il observera une superficie équivalente à un tiers du ciel total.

Francisco Javier Castander et son équipe sont impliqués depuis 2006 dans les concepts initiaux de la mission et dans son développement ultérieur. Plus de 2 000 scientifiques, techniciens et ingénieurs ont participé au projet avec une large représentation d’institutions et d’entreprises espagnoles. L’Institut des Sciences Spatiales (CE-SCCI), l’Institut de physique des hautes énergies (IFAE) et l’Institut d’études spatiales de Catalogne (CEI) ont été responsables des tests de conception, de construction, d’assemblage et de validation de l’ensemble roue à filtre (FWA) de l’instrument NISP. L’Université Polytechnique de Carthagène (UPCT), en collaboration avec l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), a été responsable de la conception, de la construction et de la validation de l’électronique de contrôle de l’Instrument NISP.

Nous vous invitons à écouter Francisco Javier Castander, chercheur à l’Institut des sciences spatiales (GLACE–SCCI) et l’Institut d’études spatiales de Catalogne. CEI.