La fin de l'énergie noire ? Une nouvelle étude suggère que l'expansion de l'Univers ne dépend pas de l'énergie noire !

L'une des plus grandes quêtes des astronomes est de comprendre la composante connue sous le nom d'énergie noire. Cette composante de l'Univers est associée à l'expansion accélérée de l'espace-temps. La majeure partie de l'Univers se présente sous la forme d'énergie noire, tandis que l'autre partie se répartit entre la matière noire et la matière visible.

L'idée de l'énergie noire est née des observations du télescope Hubble à la fin du 20e siècle, lorsque les données ont montré que l'Univers était en expansion rapide. Ainsi, la relativité générale d'Einstein se verrait adjoindre un terme supplémentaire, la constante cosmologique. Cette constante avait déjà été proposée par Albert Einstein lui-même, mais il l'avait abandonnée.

Un nouvel article publié dans The Astrophysical Journal affirme que l'expansion de l'Univers n'est pas accélérée et peut être décrite de manière linéaire. Ainsi, l'énergie noire ne serait pas nécessaire pour expliquer les observations. En outre, l'étude affirme que la relativité générale ne s'appliquerait qu'aux échelles locales et non aux échelles cosmiques.

Expansion de l'univers

L'astronome Edwin Hubble a conclu que l'Univers était en expansion en observant des galaxies lointaines. Quelques décennies plus tard, les observations réalisées par le télescope Hubble ont montré que l'expansion de l'Univers était accélérée. Il s'agit là de deux des plus grandes découvertes astronomiques de tous les temps.

Pour expliquer l'accélération de l'expansion, les équations d'Einstein ont été modifiées par l'ajout d'une constante cosmologique. Einstein avait initialement proposé la constante cosmologique, mais l'a rapidement abandonnée après les observations d'Edwin Hubble. La constante cosmologique est associée à la quantité d'énergie noire et au taux d'expansion de l'Univers.

Tension de Hubble

Depuis la découverte de l'expansion accélérée, les astronomes du monde entier ont tenté de calculer le taux d'expansion par des observations. Différentes méthodes ont été utilisées, telles que les observations dans les micro-ondes et les infrarouges. Cependant, chaque technique a abouti à une valeur différente pour le taux d'expansion de l'Univers. Ce problème est connu sous le nom de tension de Hubble.

En utilisant les distances des supernovae de type Ia, la valeur trouvée était de 73 km/s/Mpc. Les techniques utilisant les observations des micro-ondes avec le télescope Planck ont abouti à un résultat de 67 km/s/Mpc. Bien que les valeurs varient en moyenne de 70 km/s/Mpc, elles ne convergent pas vers la même valeur, ce qui affecte les prédictions théoriques des modèles.

Problèmes de mesure

En 2023, une étude dirigée par le physicien Robert Monjo a soutenu que le problème résidait dans les techniques utilisées et la différence de mesures. En effet, en tenant compte des propriétés géométriques des équations qui décrivent l'espace-temps, le taux d'expansion calculé ne serait pas une grandeur physique réelle.

Le point de référence utilisé pour effectuer la mesure, ainsi que la technique employée, affecteraient l'observation. Ainsi, l'accélération serait une illusion créée par notre point de vue sur l'Univers et ne serait pas quelque chose de réel dans la nature. D'autres travaux suivent également cette approche en considérant que notre position dans l'Univers affecte les mesures.

Pas besoin d'énergie noire

Dans le nouvel ouvrage de Monjo, le physicien affirme qu'il n'est pas nécessaire d'insérer de l'énergie noire pour expliquer l'expansion de l'Univers. Il est important de rappeler que l'énergie noire serait la composante responsable de l'accélération. L'article conclut que l'expansion peut être décrite de manière linéaire, sans qu'il soit nécessaire de recourir à l'accélération.

L'idée serait de modifier les coordonnées et le référentiel utilisés lors des observations. Les résultats expliqueraient la tension de Hubble et excluraient la nécessité de l'énergie noire et de la matière noire. Dans le cas de la matière noire, les équations d'Einstein suffiraient à expliquer les effets gravitationnels.

La fin d'un mystère ?

Il est encore trop tôt pour affirmer que nous sommes sur le point de comprendre l'Univers dans son ensemble et de répondre aux questions clés concernant la matière noire et l'énergie noire. D'autres observations seront effectuées avec des télescopes de plus en plus précis pour trouver les réponses à ces problèmes.

Référence de l'article :

Monjo 2024 What if the Universe Expands Linearly? A Local General Relativity to Solve the "Zero Active Mass" Problem The Astrophysical Journal