L'énergie sombre est un phénomène énigmatique qui agit en opposition à la gravité et est responsable de l'accélération de l'expansion de l'univers. Bien que l'énergie noire constitue jusqu'à trois quarts de la masse-énergie du cosmos, sa nature sous-jacente échappe aux physiciens depuis des décennies. L'énergie sombre n'a aucun lien réel avec la matière sombre, si ce n'est qu'elle partage le mot sombre, ce qui signifie simplement que les scientifiques ne savent pas vraiment ce que sont ces choses.
En 2023, des scientifiques ont déclaré avoir détecté des preuves que l'énergie noire pourrait être expliquée par un type d'énergie stockée à l'intérieur des trous noirs. Si cette découverte est avérée, cela signifierait que nos modèles actuels de l'univers n'auraient pas besoin de nouvelles forces ou de nouveaux champs au-delà de la conception de la gravité d'Einstein pour expliquer l'énergie noire. Cependant, des résultats complémentaires devront confirmer les découvertes avant qu'elles ne soient largement acceptées par les physiciens comme une explication de l'énergie noire.
Qui a découvert l'énergie noire ?
La prise de conscience de l'expansion de l'univers remonte à l'astronome américain Edwin Hubble, qui a remarqué en 1929 que plus une galaxie est éloignée de la Terre, plus elle s'éloigne rapidement de nous, selon le site Web du télescope spatial Hubble. Cela ne signifie pas que notre planète est le centre de l'univers, mais plutôt que tout ce qui se trouve dans l'espace s'éloigne de tout le reste à un rythme constant ;
Près de 60 ans après la révélation de Hubble, les scientifiques ont fait une autre découverte étonnante. Les chercheurs tentaient depuis longtemps de mesurer précisément les distances cosmiques en observant la lumière des étoiles lointaines. À la fin des années 1990, après avoir examiné des supernovas lointaines, deux équipes indépendantes ont constaté que la lumière des explosions stellaires était plus faible que prévu. Cela indique que l'univers n'est pas seulement en expansion, mais qu'il accélère également son expansion ;
Depuis lors, cette découverte n'a cessé d'intriguer les physiciens et a valu à ses découvreurs le prix Nobel de physique en 2011 ;
Que fait l'énergie sombre ?
Bien que les chercheurs ne comprennent pas entièrement l'énergie noire, ils ont utilisé leurs connaissances du phénomène pour construire des modèles de l'univers qui expliquent tout, du Big Bang à la structure à grande échelle des galaxies d'aujourd'hui. Certains de ces modèles prévoient que l'énergie noire va détruire tout ce qui existe dans des milliards d'années.
Les principales explications de l'énergie sombre suggèrent qu'il s'agit d'un type d'énergie refoulée inhérente au tissu de l'espace-temps. "Ce modèle simple fonctionne très bien en pratique, et il s'agit d'un ajout direct au modèle cosmologique sans avoir à modifier la loi de la gravité", a déclaré précédemment à Live Science Baojiu Li, physicien mathématicien à l'université de Durham, au Royaume-Uni. Mais l'idée s'accompagne d'un problème majeur : les physiciens prévoient que la valeur de l'énergie du vide devrait être supérieure de 120 ordres de grandeur à ce que les cosmologistes observent dans les mesures, a déclaré Li. ;
En février 2023, des scientifiques ont utilisé les mesures de trous noirs anciens et dormants pour montrer que ces mastodontes cosmiques se développent plus rapidement que prévu. Les résultats suggèrent que les trous noirs contiennent un type d'énergie du vide inhérente au tissu de l'espace-temps qui peut expliquer l'expansion de l'univers, le tout dans le cadre de la théorie de la relativité d'Einstein. Si cette découverte se confirme, aucune nouvelle physique ne serait nécessaire pour expliquer l'énergie noire. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans deux articles parus dans The Astrophysical Journal et The Astrophysical Journal Letters.
Une autre idée consiste à dire que l'énergie noire est une force fondamentale supplémentaire, qui s'ajoute aux quatre déjà connues (gravité, électromagnétisme, forces nucléaires forte et faible). Mais cette conjecture n'explique pas pourquoi les humains ne remarquent pas cette force supplémentaire dans leur vie quotidienne. Les théoriciens ont donc également construit des modèles créatifs suggérant que cette force mystérieuse est cachée d'une certaine manière.
La valeur mesurée de l'énergie noire fait actuellement l'objet d'un débat intense entre les factions rivales de la physique. Certains chercheurs ont mesuré la puissance de l'énergie noire en utilisant le fond diffus cosmologique, un faible écho du Big Bang, et ont produit une estimation.
Mais d'autres astronomes, qui mesurent la puissance de l'énergie noire à l'aide de la lumière d'objets cosmiques lointains, ont obtenu une valeur différente, et personne n'a encore été en mesure d'expliquer cette divergence. Certains experts ont suggéré que la puissance de l'énergie noire varie dans le temps, mais les partisans de cette idée doivent encore convaincre une majorité de leurs pairs de cette explication.
Ressources supplémentaires :
- En savoir plus sur l'énergie noire de l'Université de Swinburne en Australie.
- Voici la définition de l'énergie noire et de la matière noire, de NASA Science.
- Regardez "Big Mysteries: Dark Energy", du Fermilab.
