Le mystère de l’accélération croissante de l’expansion de l’univers
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L’expansion de l’univers continue de s’accélérer. Selon les mesures récentes par une équipe, l’espace s’étend à une vitesse supérieure de 9 % par rapport à nos prévisions et disons qu’on n’a aucune explication sur cette accélération.
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En général, on explique l’accélération de l’expansion de l’univers par une substance mystérieuse appelée énergie noire. Mais soit nos observations sont fausses, soit l’énergie noire n’est pas suffisante pour expliquer cette expansion effrénée de l’univers. Peut-être qu’il y a quelque chose de plus étrange qui se cache dans le cosmos. C’est notre test en version de Ca passe ou ça casse de notre compréhension de l’univers selon Adam Riess du Space Telescope Science Institute au Maryland.
Un papier détaillant ce conflit a été publié sur arXiv et il sera publié dans la revue Astrophysical Journal. Ce papier révèle le désaccord entre les 2 meilleures méthodes connues pour mesurer l’expansion de l’univers.
La différence dans les mesures de l’expansion de l’univers
La première méthode analyse les structures dans le fond diffus cosmologique (CMB), la lueur laissée par l’univers ultra-chaud quelques centaines de milliers d’années après le Big Bang. Les observations dans l’espace telles que celles du WMAP ou de Planck ont mesuré des petites fluctuations dans les températures du CMB. En supposant que nous comprenons les physiques qui sont en action dans le CMB, ces fluctuations nous permettent de calculer l’expansion de l’univers depuis 13,7 milliards d’années.
La seconde méthode, utilisée par Riess et ses collègues, mesure la distance des galaxies par rapport à nous à mesure que l’univers s’étend en utilisant des étoiles et des supernovas pour mesurer la distance de ces galaxies. Et l’équipe de Riess n’est pas n’importe laquelle puisque ce sont leurs mesures qui ont permis de découvrir l’énergie noire et leur ont valu le prix Nobel en 2011. Mais les problèmes apparaissent quand nous comparons les 2 mesures, car elles ne correspondent pas selon Riess.
On a vu ce problème dès 2011 et les résultats récents ont empiré le problème. Mais on pourrait résoudre ce problème si l’une des 2 mesures est incorrecte selon David Spergel de l’université de Princeton. Ce chercheur ajoute que la différence est assez grosse pour la rendre intéressante. Mais il ne faut pas paniquer en disant que notre modèle cosmologique est faux.
Une tempête dans un verre d’eau ?
Les mesures de l’ancien univers et de la période actuelle deviendront plus précises et cela montrerait un effet systémique qui nous trompe en nous montrant un problème qui n’existe pas. Les mesures modernes de Riess se basent sur les distances connues des étoiles voisines. La mission Gaia de l’Agence Spatiale européenne, qui mesure la distance d’un milliard d’étoiles de la Voie lactée, va augmenter la précision des mesures.
On pourrait aussi réduire le taux d’expansion après le Big Bang si nous ne mesurons pas correctement les fluctuations du fond diffus cosmologique. En regardant ce fond dans une lumière polarisée, des observatoires comme le South Pole Telescope en Antarctique et le Simons Observatory au Chili pourraient nous aider à effacer le problème.
Selon Spergel, les signaux sont très clairs pour le moment et dans un an ou deux, ils seront encore mieux. Et soit la différence va disparaitre avec de meilleures données, soit c’est la signature d’une nouvelle physique. Et cette situation excite de nombreux physiciens incluant Riess. Si la différence est confirmée, alors cela signifie que l’énergie noire devient plus dense au fil du temps et que l’univers va inévitablement vers le déchirement ultime qu’on connait comme le Big Rip. Il pourrait aussi signifier qu’Einstein n’avait pas tout compris en nécessitant des changements dans la relativité générale. Ou encore, cette différence est provoquée par une nouvelle particule qui est en train d’accélérer l’univers.
