Les vides cosmiques sont des régions du ciel qu’on ne regardait même pas. Et pour cause : il n’y a rien à voir, ou presque. « Ce sont des régions sous-denses », insiste Alice Pisani, chercheuse CNRS en cosmologie au Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). C’est-à-dire qu’il y a très peu de galaxies. Sur les cartes du ciel, ces vides apparaissent comme de vastes espaces sombres entre les structures brillantes que forment les galaxies. Mais depuis quelques années, l’intérêt grandit autour de ces espaces auparavant négligés : « Il y a finalement beaucoup d’information à en tirer, souligne Alice Pisani, qui publie un article compilant ce qui est connu sur ces objets dans The Astronomy and Astrophysics Review. De nouveaux outils permettent d’en observer de plus en plus et nous font entrer dans un âge d’or des vides cosmiques. »
Les cosmologistes les voient comme des objets pouvant leur apporter des réponses au sujet de l’« énergie noire ». Cette énergie qui leur échappe, dont ils ne comprennent ni la nature ni l’origine, mais dont ils sont bien obligés de constater l’existence. « Elle a été introduite pour expliquer l’expansion accélérée de l’Univers », rappelle Alice Pisani. Car notre Univers s’agrandit. À grande échelle, les galaxies s’éloignent les unes des autres. Et de plus en plus vite. Pourtant, la force de gravitation –qui fait que des objets massifs s’attirent– devrait les rapprocher. C’est donc qu’il existe une composante mystérieuse qui les repousse. « Ses effets sont plus visibles dans les vides cosmiques, où il y a peu de matière », explique la chercheuse.
Cartes de vides
Alors on observe la forme des vides, leur taille et leur évolution dans le temps. « Cela permet d’estimer la quantité d’énergie noire, indique Alice Pisani. S’il y en a plus qu’estimé, les vides cosmiques seraient plus déformés qu’attendu. »
Depuis quelques années, de nouveaux télescopes (Euclid, Desi) cartographient le ciel
–ou sont sur le point de commencer avec l’Observatoire Vera C. Rubin– et observent de plus en plus de vides. « Ce n’est pas évident car ce sont des régions vastes, souligne Alice Pisani. En 2014, nous n’en avions observé que quelques centaines. Aujourd’hui, nous en avons des dizaines de milliers et nous en aurons encore plus demain. » De quoi faire des statistiques de plus en plus précises. « Nous avons également progressé sur la théorie et les modèles pour étudier ces objets », ajoute-t-elle.
À Marseille, les chercheurs et chercheuses du CPPM ont accès aux données de ces trois nouveaux télescopes. « C’est une force de notre laboratoire », se félicite Alice Pisani. Et la dizaine de spécialistes s’activent pour cartographier les nouveaux vides. « Nous avons déjà des premiers catalogues qui devraient être publiés dans les prochaines années », glisse-t-elle. Pour enfin comprendre cette mystérieuse énergie noire ?