Au revoir à l’univers sombre : un nouveau modèle propose une alternative à l’énergie sombre et à la matière sombre
Le modèle actuel de l’univers, avec ses énigmatiques énergies sombre et matière sombre, est remis en question par une nouvelle idée. Ce concept novateur élimine l’univers sombre et le remplace par une multitude d’éruptions énergétiques appelées singularités temporelles transitoires qui se produisent dans tout le cosmos. Selon les scientifiques, ces singularités pourraient provoquer une expansion de l’espace en inondant l’univers de matière et d’énergie. Ces déchirures se refermeraient si rapidement qu’elles seraient indétectables, nous donnant ainsi l’impression que l’expansion de l’univers est due à l’énergie sombre, et que l’influence gravitationnelle est attribuée à la matière sombre. Ce nouveau modèle permet de rendre compte à la fois de la formation et de la stabilité des structures, ainsi que des propriétés d’expansion de l’univers à grande échelle, en utilisant des singularités de densité dans le temps qui affectent uniformément tout l’espace pour remplacer la matière sombre et l’énergie sombre conventionnelles, explique Richard Lieu, auteur de l’étude et professeur de physique à l’Université d’Alabama à Huntsville.
Le mystère de l’univers sombre
L’univers sombre pose un énorme problème aux scientifiques, car il suggère que seuls 5% de la matière et de l’énergie de l’univers sont composés de ce que nous observons au quotidien, tels que les étoiles, les planètes, notre corps, etc. En d’autres termes, nous ignorons totalement ce que représente les 95% restants de l’univers. De cette part énorme de la matière et de l’énergie de l’univers, l’énergie sombre, réservée à la force qui cause l’accélération de l’expansion de l’univers, représente environ 70%. Quant à la matière sombre, elle a permis la formation des premières galaxies grâce à son influence gravitationnelle, mais elle reste invisible car elle n’interagit pas avec la lumière. Néanmoins, la matière sombre représente environ 25% de cette part de matière. L’omniprésence de la matière sombre et de l’énergie sombre, ainsi que leur rôle clé dans nos modèles d’évolution cosmique, font de l’univers sombre un double mystère que les scientifiques aimeraient résoudre.
Un nouveau modèle sans matière sombre ni énergie sombre
En s’appuyant sur des recherches précédentes dans lesquelles il suggérait que la gravité pouvait exister sans la présence de masse, Lieu contourne la nécessité de la matière sombre et de l’énergie sombre. Contrairement aux tentatives précédentes, le modèle de Lieu n’a pas besoin d’une addition exotique aux modèles cosmologiques actuels, telle qu’une masse ou une densité négative, pour éliminer l’univers sombre. Lieu explique que Sir Fred Hoyle, opposé à la cosmologie du Big Bang, a postulé un modèle d’univers à l’état stable dans lequel la matière et l’énergie se créaient constamment au fur et à mesure de l’expansion de l’univers. Toutefois, cette hypothèse viole la loi de conservation de la masse-énergie. Selon Lieu, les singularités temporelles transitoires permettent l’apparition et la disparition soudaine de matière et d’énergie, sans violer les lois de conservation actuelles de la physique. Ces singularités sont indétectables car elles sont rares dans le temps et se produisent très rapidement, ce qui expliquerait pourquoi la matière sombre et l’énergie sombre n’ont pas encore été découvertes, ajoute Lieu.
Des singularités temporelles transitoires comme alternative
Lieu considère que ces singularités génèrent une pression négative ayant un effet antigravité qui pousse l’univers à se diviser à un rythme accéléré, tout comme l’énergie sombre est supposée le faire. Il donne l’exemple de la pression négative exercée par un champ magnétique le long d’une ligne de champ. Albert Einstein a également postulé l’existence d’une pression négative dans son article de 1917 sur la constante cosmologique. Quand on combine une densité d’énergie positive avec une pression négative, il existe certaines restrictions qui garantissent que la densité d’énergie reste positive par rapport à tout observateur se déplaçant uniformément, évitant ainsi l’hypothèse de densité négative dans le nouveau modèle. La conclusion ultime de Lieu est que l’univers sombre et ses constituants ne sont peut-être pas omniprésents dans le cosmos. Ils n’apparaissent que brièvement dans des moments où la matière et l’énergie remplissent uniformément tout l’univers, à l’exception de variations de densité spatiale aléatoires qui se développent pour former des structures liées telles que les galaxies. La seule différence entre ce travail et le modèle standard est que la singularité temporelle n’est apparue qu’une seule fois dans ce dernier, mais plus d’une fois dans le modèle actuel.
Validation future de la théorie
Dans le futur, Lieu compte valider sa théorie en utilisant des télescopes terrestres pour rechercher des variations de décalage vers le rouge. Le décalage vers le rouge est une mesure de l’étirement de la lumière provenant d’objets lointains qui s’éloignent de nous en raison de l’expansion de l’espace. Lieu explique que la meilleure façon de rechercher cet effet serait d’utiliser un grand télescope terrestre, comme l’observatoire Keck à Hawaï ou le groupe Isaac Newton de télescopes à La Palma en Espagne, pour effectuer des observations approfondies du champ, dont les données seraient tranchées selon le décalage vers le rouge. Il pense que cette méthode pourrait révéler des sauts dans la relation entre le décalage vers le rouge et la distance dans le diagramme de Hubble, ce qui serait très révélateur. Les recherches de Lieu ont été publiées le 21 mars dans la revue Classical and Quantum Gravity.
