Au cours des années 1920, Hubble et ses collègues observèrent le spectre lumineux des galaxies tout en estimant leur distance. En 1929, Hubble en conclut que plus les galaxies sont loin de nous, plus leur lumière qui nous parvient est décalée du bleu vers le rouge. Cette loi de Hubble conduira Georges Lemaître à proposer que l’Univers est en expansion et à ébaucher la théorie du big bang.
La lumière provenant des objets lointains a mis du temps pour nous parvenir. Durant ce temps, l’expansion de l’Univers a allongé la longueur d’onde de cette lumière. Les longueurs d’ondes courtes comme le bleu se décalent vers des longueurs plus grandes, comme le rouge.
Les explosion d’étoiles, les supernovas de type IA, sont des phénomène très lumineux. Les supernovas de type IA produisent toutes à peu près la même quantité de lumière. L’éclat observé nous informe sur la distance de la galaxie hôte, Dans les années 1990, deux équipes en ont tiré parti pour mesurer la distance de galaxies très lointaines, dont ils ont aussi mesuré le décalage vers le rouge. Ces deux équipes publient leurs résultats en 1999.
Ils ont trouvé que les galaxies les plus lointaines sont moins décalées vers le rouge qu’attendu. Ce qui veut dire qu’à l’époque où la lumière a été émise, l’expansion était plus faible que maintenant… et qu’elle est en train d’accélérer ! Cette découverte sera couronnée par le Prix Nobel de Physique 2011.
Toute la matière de l’Univers, les galaxies visibles comme la matière noire invisible, produit une attraction gravitationnelle qui tend à s’opposer à l’expansion. Ces chercheurs avaient découvert un phénomène qui compensait cette attraction de la matière, et même accélérait l’expansion. Cette énergie noire constitue deux tiers de la densité d’énergie de l’Univers et ses propriétés restent très intrigantes.
Par Fabrice Feinstein