Le rythme de l'Univers : l'énergie noire pourrait dévier de son tempo constant ✛ ✎
L'Univers est en expansion, et le rythme de cette expansion est dicté par l'énergie noire, cette force mystérieuse qui accélère la fuite des galaxies. Dans le modèle cosmologique standard, sa densité est constante : la constante cosmologique, un métronome immuable depuis la naissance du monde. Mais les nouvelles données du spectrographe DESI, qui a cartographié des millions de galaxies, incitent à tendre l'oreille : le rythme semble légèrement fluctuer.
Les astronomes ont comparé les distances aux galaxies lointaines, marquées par les oscillations acoustiques des baryons (des ondulations de densité de matière laissées par l'Univers primordial), et la luminosité des supernovae de type Ia, des explosions de naines blanches qui servent de chandelles standard. Huit modèles différents, où l'équation d'état de l'énergie noire (la relation entre sa pression et sa densité) peut varier avec le temps, ont été testés sur les données DESI DR2 et trois catalogues de supernovae. Il s'avère que presque tout le signal d'évolution provient de deux types de galaxies rouges lumineuses, LRG1 et LRG2, à un décalage vers le rouge d'environ 0,5, où la lumière est étirée d'une fois et demie par l'expansion de l'Univers. Retirez-les, et les paramètres reviennent à la constante cosmologique.
La significativité statistique des écarts ne dépasse pas 2,3 sigma, ce qui correspond à une fluctuation aléatoire, pas à une découverte. Les facteurs de Bayes, une mesure numérique de la préférence d'un modèle sur un autre, n'indiquent que de faibles évidences en faveur d'une dynamique. Curieusement, dans de nombreux modèles, le paramètre w franchit la limite de −1 vers un décalage vers le rouge de 0,5, ce qu'on appelle une traversée fantôme. Mais cela pourrait être un artefact de l'ajustement de la paramétrisation sur une plage limitée, et non un signe de physique exotique.
Cette étude change la donne : auparavant, il semblait que les données de DESI indiquaient fermement une évolution de l'énergie noire ; désormais, on voit que cette conclusion repose sur deux traceurs et s'effondre sans eux. Cette approche conservatrice n'est pas une déception, mais une assurance contre les fausses découvertes. Les futurs relevés, comme Euclid et le télescope spatial romain, fourniront des dizaines de fois plus de données et permettront de distinguer un véritable rythme du bruit. Si l'énergie noire change réellement, cela réécrira les manuels ; sinon, nous comprendrons mieux les limites de notre précision.
Le modèle Mirage est spécialement conçu pour reproduire la distance au dernier scattering du rayonnement fossile, comme ΛCDM, tout en permettant une évolution de l'équation d'état à des époques tardives. Cela le rend presque indiscernable de la constante cosmologique avec certaines données, mais potentiellement distinguable avec d'autres.
L'idée d'une énergie noire variable fait écho au roman de Greg Egan, « L'Échelle de Schild », où les lois physiques s'avèrent non constantes dans différentes régions de l'espace-temps. En réalité, l'évolution de w(z) n'est pas un changement des lois, mais une propriété possible du champ d'énergie noire lui-même.