C'est un découverte qui pourrait bouleverser notre compréhension du cosmos dans ce qu'il a de plus fondamental: l'Univers pourrait ne pas être uniforme dans toutes les directions, même à des échelles gigantesques. Basée sur les données du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), une étude récente remet en cause l'un des piliers de la cosmologie moderne.
Le principe cosmologique repose sur l'idée que, vue à grande échelle, la matière dans l'Univers est répartie de façon homogène et isotrope. C'est une conséquence du principe de Copernic, selon lequel aucun observateur n'occupe une position privilégiée. Pourtant, à l'échelle des galaxies ou des amas, l'Univers paraît clairement anisotrope: des vides et des filaments s'organisent en une "toile cosmique". Les scientifiques débattaient de la taille à partir de laquelle cette structure s'estompe.
ADPD pour un sous-échantillon de 36 290 galaxies.
Crédit: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10702-5 Pour tester cette isotropie de manière plus générale, les astronomes Francesco Sylos Labini et Marco Galoppo ont utilisé une méthode statistique appelée ADPD (Angular Distribution of Pairwise Distances). Elle mesure les corrélations directionnelles sans paramètre prédéfini. En comparant les données de DESI avec un modèle isotrope, ils ont constaté que les galaxies restent groupées de façon persistante jusqu'à des échelles de l'ordre du gigaparsec, soit mille fois plus grandes que ce qu'indiquaient les études précédentes.
"Nos résultats fournissent une preuve directe que la cohérence directionnelle persiste à des échelles plus grandes que prévu", écrivent les auteurs dans
Nature. Les implications pour la cosmologie sont importantes, car le principe cosmologique est à la base de nombreux modèles, notamment celui du Big Bang avec l'inflation.
L'étude ne remet pas en cause le principe de Copernic, qui exclut seulement des observateurs privilégiés, mais elle nuance l'idée d'une uniformité parfaite. Les auteurs proposent d'explorer des solutions plus générales aux équations d'Einstein, ou d'envisager des mécanismes comme l'interaction dans la matière noire ou les effets de rétroaction des inhomogénéités.
L'origine physique de cette anisotropie n'est cependant pas identifiée, et il est possible qu'à des échelles encore plus grandes l'isotropie finisse par s'imposer. Néanmoins, si ces résultats sont confirmés, certains pans de la cosmologie devront être révisés.
Le principe de Copernic
Le principe de Copernic, nommé d'après l'astronome Nicolas Copernic, stipule qu'aucun observateur dans l'Univers n'occupe une position privilégiée. Autrement dit, les lois de la physique sont les mêmes partout, et il n'existe pas de "centre" de l'Univers. Ce principe est à la base du principe cosmologique.
Le principe de Copernic permet cependant des hétérogénéités locales, pourvu qu'elles ne confèrent pas un statut particulier à un observateur. Ainsi, même si l'Univers est anisotrope à grande échelle, cela ne viole pas nécessairement le principe de Copernic.
Dans l'étude de DESI, les auteurs notent que leurs résultats restent compatibles avec le principe de Copernic, bien qu'ils contredisent l'hypothèse d'isotropie à une grande échelle. Cela indique la possibilité de modèles cosmologiques où la matière n'est pas uniformément répartie, sans pour autant remettre en cause la relativité générale.