Une nouvelle hypothèse indique que l’expansion accélérée de l’univers pourrait ralentir

L’expansion accélérée de l’univers et l’énergie noire

L’expansion accélérée de l’univers a été démontrée par l’astronome américain Edwin Hubble (1889-1953) à la fin du siècle dernier. Il s’est rendu compte au cours de ses travaux que les galaxies s’éloignaient de nous.

Des décennies plus tard, le télescope spatial Hubble a observé que les galaxies s’éloignaient rapidement. Cette accélération, également appelée accélération cosmique, augmente la distance qui existe entre les différents objets de l’univers.

L’univers a connu deux périodes distinctes d’accélération cosmique. La première, appelée inflation, s’est produite une fraction de seconde après le Big Bang et a été extrêmement rapide (environ 10^-33 secondes). Lors de cette inflation, les astronomes estiment que l’univers est passé de la taille d’une orange à celle d’une galaxie entière.

La deuxième période d’accélération cosmique a commencé environ 6 milliards d’années après le Big Bang. Il s’agit de l’expansion accélérée de l’univers à laquelle nous assistons encore aujourd’hui.

Mais pour expliquer ce phénomène, les astronomes ont dû prendre en compte une nouvelle composante de l’univers appelée énergie sombre. En effet, les forces gravitationnelles existant entre les galaxies auraient dû provoquer un ralentissement de l’expansion de l’univers et finalement son effondrement.

Cette énergie sombre surmonte les effets de la gravité et provoque l’expansion accélérée de l’univers. Il est responsable d’un effet d’éloignement des galaxies et serait présent en grande quantité dans l’univers.

Certains modèles estiment qu’elle représente environ 70 % de la masse de l’Univers. Le reste est composé de 25 % de matière noire et de seulement 5 % de matière ordinaire, également appelée matière baryonique. Ces 5 % représentent toute la matière que nous connaissons, constituée de neutrons, de protons et d’électrons.

Un ralentissement du phénomène d’accélération cosmique

Notre univers continue de s’étendre à un rythme accéléré, mais il semble que cette accélération serait aujourd’hui plus lente qu’elle ne l’était il y a des milliards d’années. Cette découverte a été annoncée il y a quelques jours lors de conférences aux Etats-Unis et en Suisse et fera l’objet de publications dans Journal de cosmologie et de physique des astroparticules.

Cette diminution de la vitesse d’expansion de l’univers a été repérée par le Dark Energy Spectroscopique Instrument ou DESI en abrégé. Il s’agit d’un instrument spectroscopique installé sur le télescope de l’Observatoire national de Kitt Peak en Arizona, aux États-Unis.

DESI permet d’observer des galaxies lointaines par spectroscopie afin d’étudier l’expansion de l’univers. À l’échelle de l’univers, plus une galaxie est éloignée, plus elle est observée loin dans le passé. DESI peut ainsi cartographier l’univers en termes d’espace et de temps en effectuant toute une série de mesures.

Récemment, DESI a publié de nouveaux résultats sur l’observation de plus de six milliards de galaxies dispersées sur une période de 11 milliards d’années. Ces résultats viennent de permettre d’établir la carte 3D de l’Univers la plus précise dont disposent aujourd’hui les scientifiques.

Bien que ces observations concordent avec les modèles actuels, certaines différences indiquent que l’expansion de l’univers pourrait avoir ralenti au cours du dernier milliard d’années.

La confirmation de ces résultats pourrait indiquer que la constante cosmologique n’est pas une constante. Elle aurait alors une valeur dynamique qui changerait en fonction de l’évolution de l’univers.

La naissance d’une nouvelle cosmologie ?

Ces résultats suggèrent donc un ralentissement de la vitesse d’expansion de l’univers. Pour confirmer la véracité de ces faits, les astronomes devront collecter d’autres données auprès du DESI. Il est donc encore trop tôt pour affirmer avec certitude que l’expansion de l’univers ralentit.

Les astronomes devront également vérifier si l’énergie noire évolue réellement au fil du temps en utilisant les données d’autres instruments tels qu’Euclide.

Euclid est un télescope spatial de l’ESA (Agence spatiale européenne) placé en orbite héliocentrique le 1er juillet 2023. Il est destiné à étudier l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers et les causes de cette expansion.

Si une diminution de la vitesse d’expansion de l’univers se confirme, les astronomes devront reconsidérer un grand nombre de théories. Il s’agirait alors d’une découverte importante, près de 30 ans après la confirmation de l’expansion de l’univers.

Avec la confirmation de ce ralentissement, les scientifiques seraient sur le point d’avancer un peu plus loin dans la compréhension de l’énergie sombre, cette forme d’énergie qui remplit uniformément l’univers entier.

Source:

Pierre Celerier, « L’expansion accélérée de l’univers pourrait ralentir », Phys.org7 avril 2024, https://phys.org/news/2024-04-universe-expansion.html