Une nouvelle sorte d’énergie noire pourrait expliquer l’expansion de notre Univers

Le consensus sur l’expansion cosmique est en train d’évoluer.

Le consensus est que l’Univers a été créé dans un coup colossal – appelé le Big Bang – il y a environ 13,8 milliards d’années, puis a commencé à s’étendre. Tout porte à croire que l’Univers continue de s’étendre dans toutes les directions comme un ballon en expansion constante.

Cependant, l’accord entre les physiciens sur la naissance et la vie de l’Univers se heurte à un obstacle au-delà de ce point. Le taux d’expansion de l’univers semble différer selon la façon dont il est mesuré.

La façon dont nous mesurons l’expansion universelle pourrait être erronée, ou bien il pourrait se passer quelque chose dans l’univers que les physiciens n’ont pas encore découvert – ce qui déstabiliserait leurs modèles.

C’est ce qui ressort d’une étude récente publiée dans la revue Physical Review D. Dans cette étude, les auteurs proposent un nouveau type d’énergie noire dans l’Univers. Lorsque ce nouveau type est inclus dans les calculs de l’expansion de l’univers, on obtient des résultats avec plus de points communs qu’auparavant – réduisant le schisme de consensus.

Un nouveau type d’énergie noire pourrait expliquer l’expansion de l’Univers

« Un nouveau type d’énergie noire peut résoudre le problème des calculs contradictoires », a déclaré le professeur de cosmologie Martin S. Sloth de l’université du Danemark du Sud (SDU), dans un article de Science Daily.

Lorsque les physiciens tentent de calculer le taux d’expansion de l’Univers, ils supposent que l’Univers est composé de trois parties : la matière noire, l’énergie noire et la matière ordinaire. Jusqu’à récemment, tous les types d’observation fonctionnaient avec ce modèle de la composition de l’Univers en énergie et en matière – mais ce n’est peut-être plus le cas.

Les résultats du calcul de l’expansion de l’Univers varient lorsque les physiciens examinent les dernières données issues des mesures des supernovae ou du rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques. Les deux méthodes ont simplement des taux d’expansion de sortie différents.

« Dans notre modèle, nous constatons que s’il y avait un nouveau type d’énergie extra sombre dans l’Univers primitif, cela expliquerait les mesures du rayonnement de fond et des supernovae simultanément et sans contradiction », a déclaré M. Sloth.

« Nous pensons que dans l’Univers primitif, l’énergie noire existait dans une phase différente. On peut la comparer au refroidissement de l’eau qui subit une transition de phase vers la glace de plus faible densité », explique M. Sloth. « De la même manière, l’énergie noire dans notre modèle subit une transition vers une nouvelle phase avec une densité énergétique plus faible, modifiant ainsi l’effet de l’énergie noire sur l’expansion de l’Univers. »

Le fait d’envisager un « déphasage » de l’énergie noire pourrait renforcer le consensus sur le taux d’expansion de l’Univers

Sloth et le chercheur post-doctoral Florian Niedermann – un collègue de Sloth à la SDU – ont déclaré que leurs calculs fonctionnent, à condition d’imaginer que l’énergie noire a connu une transition de phase causée par l’expansion de l’Univers.

« C’est une transition de phase où de nombreuses bulles de la nouvelle phase apparaissent soudainement, et lorsque ces bulles se dilatent et entrent en collision, la transition de phase est complète », a déclaré M. Sloth. « À l’échelle cosmique, c’est un processus mécanique quantique très violent. »

Au moment d’écrire ces lignes, nous savons en quoi consiste environ 20 % de la matière de l’Univers. Il s’agit de la matière ordinaire, qui nous compose tous, les planètes, les étoiles et les galaxies. Mais l’Univers contient également de la matière noire – qui a jusqu’à présent échappé à toute étude empirique.

Le troisième ingrédient – l’énergie noire – est l’énergie qui, pense-t-on, est à l’origine de l’expansion de l’univers – et qui représente environ 70 % de la densité énergétique de l’Univers. Bien que l’Univers ne manque pas de mystères, l’établissement d’un meilleur consensus dans nos calculs sur ce dont il est fait, comment il fonctionne et quand l’énergie noire subit un déphasage pourrait nous rapprocher d’une compréhension cohérente du taux d’expansion cosmique.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche