Les trous noirs supermassifs pourraient être les moteurs de l'expansion de l'univers, selon une recherche qui propose une solution à "l'un des plus grands problèmes de la cosmologie" ;
En comparant les trous noirs supermassifs sur neuf milliards d'années d'histoire cosmique, des astronomes ont découvert un indice selon lequel les mastodontes voraces qui se cachent au cœur de la plupart des grandes galaxies pourraient être la source de l'énergie sombre, cette force mystérieuse qui constitue 68 % de l'univers connu (s'ouvre dans un nouvel onglet) et qui est à l'origine de son expansion accélérée. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 2 et le 15 février dans deux articles publiés dans The Astrophysical Journal (s'ouvre dans un nouvel onglet) et The Astrophysical Journal Letters (s'ouvre dans un nouvel onglet).
"Si la théorie se confirme, cela va révolutionner l'ensemble de la cosmologie, car nous avons enfin une solution pour l'origine de l'énergie sombre qui rend les cosmologistes et les physiciens théoriques perplexes depuis plus de 20 ans", a déclaré le co-auteur Chris Pearson (s'ouvre dans un nouvel onglet) , astrophysicien au Rutherford Appleton Laboratory (RAL) au Royaume-Uni (s'ouvre dans un nouvel onglet) .
L'énergie sombre révélée
Au cours du siècle dernier, les astronomes ont découvert que l'univers était en expansion à un rythme de plus en plus rapide. Cette découverte était surprenante, car la gravité, en agissant seule, aurait dû lentement écraser le cosmos dans un événement connu sous le nom de Big Crunch. Pour expliquer cet écart, les scientifiques ont proposé que quelque chose d'assez puissant pour contrecarrer la gravité devait exister, et poussait tout dans l'univers à s'éloigner l'un de l'autre. Ils ont nommé cette chose énergie noire.
Mais pour que l'énergie sombre puisse inverser un effondrement cosmique, il faudrait qu'elle soit présente en quantités tellement énormes qu'elle constitue la grande majorité de l'univers. Pourtant, jusqu'à présent, on ne l'a vue nulle part.
Aujourd'hui, les nouvelles études semblent avoir trouvé un indice sur le fonctionnement de ce phénomène caché. Les deux équipes ont comparé les masses des trous noirs au centre de deux groupes de galaxies. L'un des groupes était jeune et éloigné, la lumière nous parvenant de neuf milliards d'années dans le passé, tandis qu'un groupe plus proche et plus ancien ne se trouvait qu'à quelques millions d'années-lumière. Les astronomes ont découvert que, dans tout l'univers, les trous noirs géants étaient devenus sept à vingt fois plus grands qu'auparavant, une croissance monstrueuse qui ne pouvait s'expliquer simplement par le fait que les trous noirs dévorent des étoiles ou entrent en collision et se combinent entre eux.
Au lieu de cela, les chercheurs proposent que les trous noirs se développent au même rythme que l'univers. Ils surmontent les forces qui écrasent les étoiles et capturent la lumière en leur cœur grâce à un type hypothétique d'énergie sombre, l'énergie du vide, qui les fait s'étendre toujours plus loin. Et, d'une manière ou d'une autre, elles entraînent tout le tissu du cosmos avec elles.
"C'est un résultat vraiment surprenant. Nous avons commencé par étudier la croissance des trous noirs au fil du temps et nous avons peut-être trouvé la réponse à l'un des plus grands problèmes de la cosmologie", a déclaré le co-auteur Dave Clements (s'ouvre dans un nouvel onglet) , astrophysicien à l'Imperial College de Londres.
Si l'énergie sombre expansive se cache effectivement au cœur des trous noirs, elle résoudra deux énigmes de longue date auxquelles est confrontée la théorie générale de la relativité d'Einstein, qui décrit comment la gravité affecte l'univers à grande échelle. Premièrement, cela expliquerait pourquoi l'univers ne s'effondre pas en raison de la force importante et omniprésente de l'attraction gravitationnelle et, deuxièmement, cela supprimerait le besoin de singularités (points infinitésimaux où les lois de la physique s'effondrent) pour expliquer le fonctionnement des cœurs sombres des trous noirs.
"Nous disons en fait deux choses à la fois : il y a des preuves que les solutions typiques des trous noirs ne fonctionnent pas sur une très longue échelle de temps, et nous avons la première source astrophysique proposée pour l'énergie noire", a déclaré le premier auteur, Duncan Farrah (s'ouvre dans un nouvel onglet) , astronome à l'Université d'Hawaï. "Cela ne signifie pas que d'autres personnes n'ont pas proposé de sources d'énergie noire, mais qu'il s'agit du premier article d'observation dans lequel nous n'ajoutons rien de nouveau à l'univers en tant que source d'énergie noire : les trous noirs, dans la théorie de la gravité d'Einstein, sont l'énergie noire.
Pour confirmer leur théorie, les astrophysiciens devront s'assurer que rien d'autre ne contribue à la croissance mystérieuse des trous noirs en effectuant des observations encore plus détaillées de leurs masses au fil du temps, tout en suivant de près l'augmentation de ces masses avec l'expansion de l'univers.
