L’existence d’une accélération de l’univers et de l’énergie noire ou sombre est remise en question dans l’étude d’une équipe de chercheurs de l’université d’Oxford (Royaume-Uni) publiée dans la revue Nature. L’énergie noire est un concept indispensable à de nombreux modèles et théories qui se basent sur l’accélération de l’expansion de l’Univers. Mais selon ces chercheurs, tout pourrait provenir d’une grossière erreur de calcul.
Vous connaissez probablement la matière et l’énergie noire. Ces concepts mystérieux impliquent une classe nouvelle de matière qui, de facto n’interagit que très peu avec la matière dont nous sommes faits. Compliquant depuis deux décennies la recherche d’une preuve tangible de leur existence.
Pourtant, selon les calculs, l’énergie noire représenterait 68% de la densité d’énergie totale de l’univers observable. Or quand bien même elle existerait, sa densité serait de l’ordre de 10-29g/cm3 soit bien inférieure à la densité de l’énergie classique. Selon de nombreux chercheurs, la densité de l’énergie noire, malgré sa faiblesse, est constante dans tout l’univers alors que celle de la matière classique s’amoncelle pour former des objets.
Aussi insuffisante que cela puisse paraître, cette rustine reste largement employée. Car elle permet de trouver des explications à de nombreux phénomènes : du coup, même impalpables, l’énergie (et la matière) noire doivent exister, et se comporter ainsi.
L’énergie noire ou sombre a été découverte en observant des supernovae de type 1a
D’où vient cette histoire d’énergie noire ? En 1998, une série d’observations de supernovae avec de nouvelles mesures plus précises en provenance de satellites et télescopes dernière génération montrent des résultats étonnants. En pointant les instruments vers des supernovae distantes et en analysant précisément le rayonnement fossile micro-ondes consécutif (là encore en théorie) au big-bang, les chercheurs démontrent que l’univers s’étend bel et bien.
Mais sont surpris de constater, à en croire les mesures, que cette expansion semble s’accélérer. Si l’univers était fait de matière « normale » cette expansion devrait au contraire ralentir ou au moins rester constante. La seule manière d’expliquer cela, est de partir du principe que notre savoir est encore une goutte d’eau dans un océan, et qu’il y a peut-être un nouveau type de matière et d’énergie qui explique cette expansion.
On inventé alors ce concept, cette énergie possèdant une pression suffisamment negative pour fournir l’explication. On ne parle pas de n’importe quel type de supernovae, mais du type 1a qui sont utilisées comme une sorte d’étalon par les astronomes. Elles émettent en effet peu près le même type de lumière. Et comme le spectre lumineux se décale vers le rouge avec la distance, on peut donc calculer relativement précisément leur emplacement relatif au nôtre.
Grâce à la magie des maths, et à partir de ces déviations on calcule alors les caractéristiques et l’importance de cette matière théorique d’un genre nouveau, dite « noire » ou « sombre » puisqu’on ne peut pas la détecter, mais qu’on en voit les conséquences à grande échelle. Trop loin de nous, ces supernovae s’avèrent en effet se trouver au mauvais endroit.
Il faudrait donc non seulement que cette énergie existe mais aussi qu’elle compose près de 70% de celle présente dans tout l’univers.
Avant l’énergie noire, on pensait l’expansion de l’univers était constante ou ralentissait
Avant cette découverte surprise, on pensait déjà que l’univers était en expansion, mais celle-ci devait être constante ou en train de ralentir. L’accélération de l’expansion de l’univers a d’ailleurs valu en 2011 au trio de chercheurs Perlmutter, Riess et Schmitt le prix Nobel de physique. Comment pourrait-il en être autrement d’une découverte qui change complètement notre vision des choses ?
Or depuis, des centaines d’observations similaires ont été réalisées. Et une équipe d’Oxford emmenée par Subir Sarkar vient ajouter un gros grain de sel à cette théorie. Selon eux, les mesures des chercheurs étaient un peu trop confiantes quant à la régularité des supernovae de type 1a. Et en corrigeant les données, son équipe qui a publié ses résultats dans la prestigieuses revue Nature, mettent en doute cette accélération.
Deux autres équipes celle de Jeppe Nielsen de la Niels Bohr International Academy au Danemark et Alberto Guffanti de l’université de Turin (Italie) ont, après avoir réalisé une analyse statistique rectifiée de données en provenance de l’observation de 740 supernovae, eux aussi conclut que « les données sont toujours à peu près consistantes avec un rythme d’expansion constante » de l’univers.
En fait, Subir Sarkar et son équipe considèrent que les variations de la lumière émise entre différentes supernovae de type 1a ont été sous-estimées. Ils pensent que l’étude statistique employée auparavant est trop simpliste, et ne permettent pas de réaliser des observations suffisamment fiables.
Ces nouveaux résultats suggèrent, si l’énergie noire n’existe pas, que l’expansion est constante
Leur résultat conclut sur une déviation du modèle de l’expansion constante de l’univers de moins de 3σ ce qui est à peu près insignifiant d’un point de vue statistique. Ils expliquent : « la preuve d’une expansion en accélération reste marginale » et prônent une remise à plat du modèle. D’autres scientifiques soulignent néanmoins que cette étude ne prend pas en compte les données issues de nombreuses autres équipes indépendantes.
Roberto Trotta, de l’Imperial College de Londres cité par nos confrères de physicsworld estime par exemple que malgré « des preuves solides de l’expansion de l’univers » issue, souligne-t-il, du travail de recherche de nombreuses équipes indépendantes, « la preuve d’une accélération » issue de l’observation de « supernovae de type 1a n’est pas aussi robuste qu’on ne le pensait auparavant ».
Pierre Astier, du Laboratoire de Physique Nucléaire, cité par Science et Avenir pense quant à lui qu’il faudra bien vérifier tout ces résultats car « le concept d’énergie sombre est adossé à plusieurs autres mesures provenant de satellites cosmologiques comme Planck qui n’ont pas été prises en considération ». Sans tomber encore totalement, « les fondements de la théorie selon laquelle l’univers s’étend », ne sont tout du moins « pas très solides », conclut Subir Sarkar.
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