Les supernovae comme indicateurs de l'évolution de l'énergie noire express

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Les astronomes utilisent les supernovae de type Ia — des explosions thermonucléaires de naines blanches — comme « chandelles standard » : leur luminosité maximale a longtemps été considérée comme identique dans tous les coins de l'Univers. Ce sont précisément ces objets qui ont permis de découvrir l'expansion accélérée de l'Univers, pour laquelle Adam Riess, Saul Perlmutter et Brian Schmidt ont reçu le prix Nobel. Cependant, de nouvelles mesures de l'âge des étoiles progénitrices — celles qui, en fin d'évolution, donnent naissance aux supernovae — ont montré une corrélation statistiquement significative : plus le système est ancien, plus l'explosion est faible. La fiabilité de cette relation atteint 5,5 sigma, ce qui la fait passer du statut d'hypothèse à celui d'effet avéré. Il en résulte une illusion d'optique : les supernovae lointaines (donc plus jeunes du point de vue de l'âge de l'Univers) nous semblent plus brillantes qu'elles ne devraient l'être, et nous sous-estimons systématiquement les distances qui les séparent de nous. L'analogie avec les bougies ordinaires est ici pertinente, mais elle demande une précision : contrairement aux bougies de cire, dont la luminosité dépend de la mèche et de la composition, ici la « faiblesse » est inhérente à l'âge de l'étoile progénitrice elle-même, ce qui rend l'échelle des distances non linéaire.

Si l'on ajoute à l'analyse des supernovae deux indicateurs indépendants — les oscillations acoustiques des baryons (une sorte d'« écho » des ondes sonores figées dans la distribution des galaxies après l'époque de la recombinaison) et le rayonnement fossile (le fond micro-onde hérité de l'Univers primordial chaud) —, la contradiction avec l'hypothèse d'une énergie noire constante s'intensifie jusqu'à un stupéfiant niveau de 9 sigma. En d'autres termes, trois sondes cosmologiques différentes pointent vers la même conclusion : la densité de l'énergie noire a probablement varié au cours du temps. La conclusion la plus inattendue de ces comparaisons est que l'accélération de l'expansion de l'Univers, que l'on croyait irréversible, a peut-être déjà cessé.