énergie noire
Crédits : Hans/Pixabay

Et si l’énergie noire se diluait à mesure que l’univers s’étend ?

Nous savons que l’univers connaît une expansion accélérée causée par une force mystérieuse appelée « énergie noire ». Si sa nature demeure encore inconnue, on la considère néanmoins comme une constante cosmologique, c’est-à-dire que sa valeur reste constante dans tout l’espace et le temps. Cependant, de nouvelles données issues d’une enquête incroyable suggèrent que cette idée pourrait être remise en question.

Expansion accélérée de l’univers et énergie noire

L’énergie noire est l’un des mystères les plus intrigants de l’astrophysique contemporaine. Découverte il y a environ un quart de siècle, elle constituerait environ 70% de l’énergie totale de l’univers. Elle demeure toutefois mal comprise, tant dans sa nature que dans ses implications cosmologiques.

On la postule pour expliquer l’expansion accélérée de l’univers. Selon le modèle cosmologique standard, l’énergie noire agirait comme une force répulsive, repoussant les galaxies les unes des autres à mesure que l’univers se dilate, contrecarrant ainsi l’attraction gravitationnelle entre la matière.

Comme dit plus haut, bien que son existence soit acceptée, la véritable nature de l’énergie noire reste énigmatique. Dans le cadre de ce modèle, elle est malgré tout souvent représentée comme une constante cosmologique, une sorte d’énergie intrinsèque de l’espace-temps, mais des doutes subsistent quant à cette interprétation.

Des recherches récentes menées dans le cadre de la Dark Energy Survey (DES), un programme de relevé optique et proche infrarouge cherchant à cartographier des centaines de millions de galaxies dans le but de mieux comprendre la nature de l’énergie noire, remet notamment en question l’idée que l’énergie noire soit une constante.

Les observations de supernovae de type Ia, utilisées comme « bougies standard » pour mesurer les distances cosmiques, suggèrent en effet des valeurs du paramètre « w » (qui caractérise l’équation d’état de l’énergie noire) différentes de la constante cosmologique attendue.

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L’amas de galaxies Abel 2163. Crédits : ESA / Hubble et NASA

Un ingrédient spécial qui perd un peu de saveur

Pour mieux comprendre le principe, imaginez que l’univers soit une immense soupe en expansion. L’énergie noire serait ici considérée comme un ingrédient spécial affectant la façon dont cette soupe se dilue au fil du temps. Les astronomes utilisent des supernovae de type Ia, sortes de bougies cosmiques très brillantes et constantes, pour mesurer la distance entre les différents ingrédients de cette soupe, c’est-à-dire les galaxies.

Par ailleurs, un paramètre nommé « w » se présente comme un code secret qui nous dit comment l’énergie noire agit dans cette soupe. Selon le modèle standard, ce code devrait être -1, ce qui signifierait qu’elle devrait rester constante au fil du temps, comme si la recette ne changeait jamais. Cependant, les observations récentes suggèrent que notre ingrédient mystérieux pourrait en réalité devenir un peu moins fort (-0,8) à mesure que la soupe cosmique s’étend.

Pensez à cela comme si l’énergie noire était un arôme dans la soupe qui s’affaiblit légèrement au fur et à mesure que la soupe se répand. Cela ne signifie pas que la soupe change complètement, mais cela pourrait indiquer que notre ingrédient spécial n’est pas aussi constant que nous le pensions initialement.

Ces découvertes ouvrent des perspectives passionnantes pour la physique fondamentale. Si elles étaient confirmées par des enquêtes plus vastes, elles pourraient indiquer que notre compréhension de l’énergie noire et de l’univers nécessite une révision profonde, montrant que l’univers pourrait être bien plus complexe que ne le suggère actuellement notre modèle cosmologique standard.

Les détails de ces travaux ont été présentés lors de la 243e réunion de l’American Astronomical Society.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.