Dans un article de revue pour "Reports on Progress in Physics", Martin Kilbinger du Service d’Astrophysique/laboratoire AIM du CEA-Irfu présente un bilan complet des résultats obtenus à partir des observations des cisaillements cosmiques dans les 15 dernières années. L'effet de cisaillement cosmique, qui a été mesuré pour la première fois en 2000, se manifeste par des déformations des images des galaxies sous l'effet de la gravitation des amas de matière. Il permet notamment de cartographier la matière noire mais également de déterminer comment l'énergie sombre affecte la toile cosmique. L'article met en évidence les défis les plus importants pour transformer le cisaillement cosmique en un outil précis pour la cosmologie. Jusqu'à présent, la matière noire a été cartographiée pour seulement une minuscule fraction du ciel. Des observations à venir, comme celles de la future mission spatiale Euclid, couvriront la plupart des régions accessibles sur le ciel. La revue presente les progrès potentiels attendus de ces futures missions pour notre compréhension du cosmos.
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L'influence de la matière invisible
La majorité de la matière dans l'univers n'est pas visible, mais "noire". Nous ne pouvons pas directement voir la matière noire, et des moyens indirects doivent donc être recherchés pour l'étudier. La matière noire agit sur la lumière par la force gravitationnelle. La lumière provenant de galaxies lointaines est courbée sur son trajet par les structures de matière noire, et par conséquent les images des galaxies sont légèrement déformées. Ces distorsions sont appelés "cisaillement cosmique" et elles sont utilisées pour cartographier la distribution de la matière noire dans le cosmos. A partir de l'évolution de ces structures, nous pouvons de plus déduire des propriétés de l'énergie noire, responsable de l'expansion accélérée de l'Univers.
A gauche : Illustration de la lumière voyageant à travers les amas de matière de l'univers. La courbure de la lumière par la matière provoque la déformation des images des deux galaxies vues depuis la Terre. Plus la quantité de matière est élevée, plus les distorsions sont fortes.
A droite : Mesure de la densité de matière (Ωm) et la concentration ("clumpiness") de la matière noire (σ8). Les lignes de contours indiquent les régions autorisées par les sondages actuels. La flèche indique la direction dans laquelle les structures dans le cosmos sont plus condensées. Crédits CEA-SAp
L'article de revue présente un bilan des résultats actuels sur la matière noire et sa relation avec les galaxies, l'énergie sombre, et les tests de la théorie de relativité générale d'Einstein. Elle expose aussi le potentiel du cisaillement cosmique pour la cosmologie dans les prochaines années et les résultats attendus pour notre compréhension de la physique fondamentale, la recherche de l'origine de la récente l'expansion accélérée de l'Univers, et la distinction entre l'énergie sombre les modèles et les théories de la gravité modifiée.
Contact : Martin KILBINGER
Publication :
"Cosmology with cosmic shear observations: a review"
Martin Kilbinger 2015 publié dans Reports on Progress in Physics, vol 78, 086901 (doi:10.1088/0034-4885/78/8/086901), pour une version électronique
Voir également : "Relevé géant de la distorsion des images de galaxies", 11 avril 2013
"Concentré d'Univers avec la caméra MegaCam", 26 octobre 2012
" Feu vert pour la mission spatiale Euclid", 20 juin 2012
" Fresque cosmique - Carte de la matière noire", 7 Janvier 2007
Rédaction: M. Kilbinger, J.M. Bonnet-Bidaud
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