L'énergie sombre peut être encore plus étrange que nous ne le pensions

Nous savons que l'univers se développe et que l'expansion s'accélère. Cependant, une nouvelle découverte passionnante jette le doute sur les croyances de longue date sur l'énergie sombre et la façon dont l'univers évolue au fil du temps. Voici ce que vous devez savoir.

Comment avons-nous découvert l'énergie noire pour commencer?

Les physiciens et les astronomes ont admis que l'univers se développe depuis les années 1930, lorsque Edwin Hubble a découvert que toutes les galaxies s'éloignent les unes des autres à un rythme lié à leur distance. Plus deux galaxies sont éloignées, plus leur vitesse est grande.

Cependant, à la fin des années 1990, les scientifiques ont découvert quelque chose de plus étrange: non seulement l'univers se dilate, mais le taux d'expansion accélère également au fil du temps. En termes plus simples, plus l'univers est âgé, plus les choses se détachent plus rapides.

Cela est alternativement excité et perplexe astronomes et physiciens depuis des décennies, car la constatation est si inutile. Si vous soulevez un poids sur le sol, vous utilisez de l'énergie chimique pour le faire. Si vous voulez lancer quelque chose dans l'espace, vous devez brûler des centaines de milliers de livres de carburant de fusée pour surmonter la gravité de la Terre. Alors, comment est-il possible que toutes les galaxies s'éloignent les unes des autres de plus en plus rapidement? C'est un peu comme abandonner une balle seulement pour le regarder s'envoler dans le ciel tout seul. Il doit y avoir quelque chose qui fournit de l'énergie qui permet aux galaxies de surmonter la force attractive de la gravité.

Cette énergie mystérieuse a été surnommée Dark Energy, et à ce jour, personne ne sait avec certitude de quoi il s'agit ou d'où il vient. Parce que nous pouvons mesurer l'expansion de l'univers en examinant les galaxies lointaines, nous pouvons même estimer la quantité d'énergie nécessaire, et il y en a une tonne – on pense qu'environ 68% de toute l'énergie de l'univers est une énergie sombre. Tout cela a créé un domaine d'étude alléchant pour les scientifiques.

L'un des outils les plus excitants que nous avons pour étudier l'énergie noire est l'instrument spectroscopique d'énergie noire (DESI), qui mesure comment la matière est distribuée à travers l'univers. Les nouveaux résultats de Desi publiés par le laboratoire de Berkley menacent de nous forcer à repenser les hypothèses précédentes.

Les chercheurs découvrent que l'énergie sombre pourrait changer

Pendant longtemps, on croyait généralement que l'énergie sombre se comportait de la même manière depuis le début de l'univers. Cependant, il y a eu des indices occasionnels qui suggèrent que l'énergie sombre pourrait réellement changer à mesure que l'univers vieillit. Pris seul, ils ne sont pas concluants. C'est là que les derniers résultats desi entrent en jeu.

En étudiant la position et le mouvement de près de 15 millions de galaxies (et quasars), et de combiner leurs données avec d'autres expériences, les chercheurs ont constaté que la question répandue dans l'univers n'est pas tout à fait là où elle devrait être. La principale explication de l'écart est cette énergie sombre – qui fait bouger des galaxies entières – ne se comportait pas de la même manière au début de l'univers qu'aujourd'hui. Plus précisément, il semble que la densité d'énergie de l'énergie sombre a diminué avec le temps.

Étant donné que l'énergie sombre entraîne l'expansion d'accélération de l'univers, la diminution de la quantité d'énergie sombre devrait également entraîner une diminution du taux d'accélération.

C'est un peu difficile à analyser, mais si vous avez déjà parcouru ou conduit dans une voiture, vous connaissez l'évolution des taux d'accélération. Lorsque vous commencez ou s'arrête, le changement est parfois lisse et doux. C'est une accélération continue (ou constante). Cependant, si le début ou l'arrêt est «saccadé», c'est parce que le taux d'accélération change.

L'énergie noire variable invite toutes sortes de questions importantes. Qu'est-ce qui fait que la densité d'énergie change l'énergie sombre? Qu'arrivera-t-il à la densité énergétique de l'énergie sombre dans un avenir lointain? Le changement est-il le résultat d'une propriété inhérente à l'énergie sombre, ou est-ce le résultat de quelque chose d'autre agissant sur l'énergie sombre?

Il faudra probablement beaucoup plus de temps pour trouver une explication complète pour l'énergie noire, mais celui qui parvient à recevoir un prix Nobel pour leurs efforts.

L'univers va-t-il se terminer par un grand croquant?

Le fait que l'expansion accélérée de l'univers semble diminuer lentement invite une question immédiate: cela va-t-il finir par se développer? Va-t-il inverser son expansion et commencer à se contracter? Est-ce que cela finira-t-il à nouveau à un petit point?

Jusqu'à présent, les preuves suggèrent encore «non, l'univers ne se terminera pas par un grand croquant». Cependant, même si c'est le cas, ce n'est pas quelque chose à craindre pendant plusieurs dizaines de milliards d'années au moins – cela n'affectera certainement pas vos plans de vacances.

Malgré l'excitation autour de ces résultats, et qu'ils sont maintenant proches du point où la communauté physique l'accepte comme un fait, il est important de se rappeler que rien n'est fixé dans la pierre. Nous commençons tout juste à rayer la surface de ce qui peut être appris sur l'énergie noire et l'univers dans son ensemble.