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SKA sera le plus grand radiotélescope jamais construit

Ce sera l’un des outils scientifiques les plus ambitieux du XXIe siècle. Le Square Kilometre Array, ou SKA, est un radiotélescope gigantesque, qui sera construit ces prochaines années sur deux sites : l’un en Afrique du Sud, avec 130 antennes de 15 mètres de diamètre, et l’autre en Australie de l’Ouest, qui comptera 130'000 antennes de type TV. Grâce à cette installation, certains des grands mystères de l’Univers pourront être étudiés en détails. Treize pays sont actuellement impliqués, et la Suisse devrait également se joindre à l’aventure. Premier pas en ce sens, l’EPFL vient de se voir accorder le statut de membre du comité d’organisation (SKAO). Elle sera chargée de coordonner les contributions de la communauté scientifique suisse au projet, qui intègre également l'Université de Genève.

La plupart des télescopes que nous connaissons se base sur la lumière visible, celle que captent nos yeux. Le SKA est, quant à lui, conçu pour détecter les ondes radio émanant des objets célestes, soit le même type d’émissions qu’utilisent nos « smartphones ». Le ciel vu avec les ondes radios apparait bien différent qu’en lumière visible.

«Ce nouveau télescope haute performance va nous offrir une nouvelle vision de l’Univers », décrit Jean-Paul Kneib, directeur du Laboratoire d’astrophysique de l’EPFL, qui dirige aussi le consortium de scientifiques intéressés au projet. « Le SKA pourra par exemple repérer des systèmes planétaires en formation, des galaxies entourées de gaz d’hydrogène , ou encore des trous noirs présents au centre de galaxies situées à des milliards d’années-lumière.»

«Grâce à cet outil, nous pourrons également mesurer le champs magnétique au sein des galaxies et à plus grandes échelles, cartographier la distribution de l’hydrogène lors des tout premiers millions d’années suivant la naissance de l’Univers», ajoute Daniel Schaerer, professeur au Département d’astronomie de la Faculté des sciences de l’Université de Genève. «Le SKA nous permettra également d’étudier certaines questions-clés comme la nature de la matière et de l’énergie noires, ou «l’aube cosmique», c’est-à-dire la période où les premières étoiles et galaxies se sont formées.»

Comme le décrit le document Swiss Interests and Contribution to the SKA, publié fin février 2020, les institutions scientifiques et entreprises helvétiques sont très actives dans les domaines scientifiques et technologiques utiles au fonctionnement du SKA, tels que les systèmes de distribution de radio fréquences, l’informatique haute performance, le machine learning et l’intelligence artificielle.

Le Département de Physique Théorique (DPT) impliqué

La Section de physique s'intéresse à un large éventail de sujets scientifiques qui sont rendus possibles par le SKA grâce à la taille et à la profondeur sans précédent de ses enquêtes", déclare le professeur Martin Kunz. En particulier, les chercheurs du DPT sont impliqués dans des recherches liées à l'étude des sources multi-messagers transitoires (qui sont détectables dans les observations d'ondes électromagnétiques et gravitationnelles), l'origine et l'évolution des champs magnétiques dans l'Univers et leurs effets sur la formation des structures. "Le SKA nous permettra de répondre aux questions de physique fondamentale par sa capacité à sonder l'époque de la réionisation, qui représente la dernière transition majeure de la matière ordinaire dans l'Univers après le Big Bang", commente le Dr Hamsa Padmanabhan, collaboratrice scientifique titulaire d'une bourse Ambizione.

Schémas résumant les intérêts du Département de Physique théorique dans le projet SKA.

 

Les perspectives de découverte de la nature de l'énergie noire, la composante majeure inconnue de l'Univers qui se comporte comme un fluide à pression négative, et de la matière noire, qui représente environ 25% du contenu de l'Univers, sont également particulièrement intéressantes, mais n'ont pas encore été trouvées en laboratoire. "La capacité du SKA à cartographier l'évolution des structures aux plus grandes échelles nous permettra également de concevoir de nouveaux tests de la théorie générale de la relativité d'Einstein" ajoute la professeure Camille Bonvin. Ces tests bénéficieront également de la détection par le SKA des ondes gravitationnelles de basse fréquence provenant de la fusion de trous noirs supermassifs. 

9 février 2021
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