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Dark energy 'doesn't exist' so can't be pushing 'lumpy' universe apart, physicists say
Notes de la rédact
ionL'énergie noire « n'existe pas » et ne peut donc pas éloigner l'univers « grumeleux », affirment les physiciens
par Royal Astronomical Society
Ce graphique offre un aperçu de l'histoire de l'univers, telle que nous la comprenons actuellement. Le cosmos a commencé à s'étendre avec le Big Bang, mais environ 10 milliards d'années plus tard, il a étrangement commencé à accélérer grâce à un phénomène théorique appelé énergie noire. Crédit : NASA, Licence typeAttribution (CC BY 4.0)
L'un des plus grands mystères de la science, l'énergie noire, n'existe pas réellement, selon les chercheurs qui cherchent à résoudre l'énigme de l'expansion de l'univers.
Leur analyse a été publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Depuis 100 ans, les physiciens ont généralement supposé que le cosmos croît de manière égale dans toutes les directions. Ils ont utilisé le concept d'énergie noire comme un substitut pour expliquer une physique inconnue qu'ils ne pouvaient pas comprendre, mais cette théorie controversée a toujours eu ses problèmes.
Aujourd'hui, une équipe de physiciens et d'astronomes de l'université de Canterbury à Christchurch, en Nouvelle-Zélande, remet en question le statu quo en utilisant une analyse améliorée des courbes de lumière des supernovae pour montrer que l'univers s'étend de manière plus variée et plus « grumeleuse ».
Les nouvelles preuves soutiennent le modèle de « paysage temporel » de l'expansion cosmique, qui n'a pas besoin d'énergie noire car les différences d'étirement de la lumière ne sont pas le résultat d'un univers en accélération mais plutôt une conséquence de la façon dont nous calibrons le temps et la distance.
Il prend en compte le fait que la gravité ralentit le temps, donc une horloge idéale dans l'espace vide tourne plus vite qu'à l'intérieur d'une galaxie.
Le modèle suggère qu'une horloge dans la Voie lactée serait environ 35 % plus lente que la même horloge à une position moyenne dans de grands vides cosmiques, ce qui signifie que des milliards d'années supplémentaires se seraient écoulées dans les vides. Cela permettrait à son tour une plus grande expansion de l'espace, ce qui donnerait l'impression que l'expansion s'accélère lorsque de si vastes vides se développent pour dominer l'univers.
Le professeur David Wiltshire, qui a dirigé l'étude, a déclaré : « Nos résultats montrent que nous n'avons pas besoin d'énergie noire pour expliquer pourquoi l'univers semble s'étendre à un rythme accéléré.
« L'énergie noire est une mauvaise identification des variations de l'énergie cinétique de l'expansion, qui n'est pas uniforme dans un univers aussi grumeleux que celui dans lequel nous vivons réellement. »
Il a ajouté : « La recherche fournit des preuves convaincantes qui pourraient résoudre certaines des questions clés autour des bizarreries de notre cosmos en expansion.
« Avec de nouvelles données, le plus grand mystère de l'univers pourrait être résolu d'ici la fin de la décennie. »
L'énergie noire est communément considérée comme une force anti-gravité faible qui agit indépendamment de la matière et représente environ les deux tiers de la densité masse-énergie de l'univers.
Le modèle standard de matière noire froide Lambda (ΛCDM) de l'univers nécessite de l'énergie noire pour expliquer l'accélération observée du rythme d'expansion du cosmos.
Les scientifiques fondent cette conclusion sur des mesures des distances des explosions de supernovae dans des galaxies lointaines, qui semblent être plus éloignées qu'elles ne devraient l'être si l'expansion de l'univers ne s'accélérait pas.
Cependant, le taux d'expansion actuel de l'univers est de plus en plus remis en question par de nouvelles observations.
Tout d'abord, les preuves issues de la rémanence du Big Bang, connues sous le nom de fond diffus cosmologique (CMB), montrent que l'expansion de l'univers primitif est en contradiction avec l'expansion actuelle, une anomalie connue sous le nom de « tension de Hubble ».
De plus, une analyse récente de nouvelles données de haute précision par l'instrument spectroscopique d'énergie sombre (DESI) a révélé que le modèle ΛCDM ne s'adapte pas aussi bien aux modèles dans lesquels l'énergie sombre « évolue » au fil du temps, plutôt que de rester constante.
La tension de Hubble et les surprises révélées par DESI sont difficiles à résoudre dans des modèles qui utilisent une loi d'expansion cosmique simplifiée vieille de 100 ans : l'équation de Friedmann.
Cela suppose que, en moyenne, l'univers s'étend de manière uniforme, comme si toutes les structures cosmiques pouvaient être mixées pour créer une soupe sans caractéristiques particulières, sans structure complexe. Cependant, l'univers actuel contient en réalité un réseau cosmique complexe d'amas de galaxies en nappes et filaments qui entourent et traversent de vastes espaces vides.
Le professeur Wiltshire a ajouté : « Nous disposons désormais de tellement de données qu'au XXIe siècle, nous pouvons enfin répondre à la question : comment et pourquoi une loi d'expansion moyenne simple émerge-t-elle de la complexité ?
« Une loi d'expansion simple compatible avec la relativité générale d'Einstein n'a pas à obéir à l'équation de Friedmann. »
Les chercheurs affirment que le satellite Euclid de l'Agence spatiale européenne, lancé en juillet 2023, a le pouvoir de tester et de distinguer l'équation de Friedmann de l'alternative du paysage temporel. Cependant, cela nécessitera au moins 1 000 observations indépendantes de supernovae de haute qualité.
Lorsque le modèle de paysage temporel proposé a été testé pour la dernière fois en 2017, l'analyse a suggéré qu'il n'était que légèrement meilleur que le ΛCDM pour expliquer l'expansion cosmique, de sorte que l'équipe de Christchurch a travaillé en étroite collaboration avec l'équipe de collaboration Pantheon+ qui avait minutieusement produit un catalogue de 1 535 supernovae distinctes.
Ils affirment que les nouvelles données fournissent désormais « des preuves très solides » du paysage temporel. Elles peuvent également indiquer une résolution convaincante de la tension de Hubble et d'autres anomalies liées à l'expansion de l'univers.
Des observations supplémentaires d'Euclid et du télescope spatial Nancy Grace Roman sont nécessaires pour renforcer le soutien au modèle de paysage temporel, affirment les chercheurs, la course étant désormais lancée pour utiliser cette richesse de nouvelles données afin de révéler la véritable nature de c
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COMMENTAIRES
Que disait Einstein à propos de l'énergie noire ?
Il pourrait s'agir d'une énergie qui s'infiltre depuis l'espace vide, comme le prétendait Einstein dans sa théorie de la « constante cosmologique », une interprétation qui prédit que l'énergie noire est immuable et d'une intensité déterminée. Une autre possibilité est que l'énergie noire soit associée à un champ énergétique changeant appelé « quintessence ». Bof !!
En réalité il y a querelle entre plusieurs écoles scientifiques !!!
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More information: Antonia Seifert et al, Supernovae evidence for foundational change to cosmological models, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slae112
Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters
Provided by Royal Astronomical Society
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