Un ballon se gonfle tout seul, alors que personne ne souffle dedans. C'est à peu près ce à quoi ressemble l'expansion accélérée de l'Univers – et pour l'expliquer, on invoque généralement l'énergie noire, une force invisible et incompréhensible. Mais et si le ballon se gonflait parce que de nouvelles molécules d'air apparaissent continuellement à l'intérieur ? Ces travaux explorent précisément ce mécanisme : des particules de matière noire (la substance invisible qui constitue l'essentiel de la masse des galaxies) naissent directement du vide et, au passage, échangent de l'énergie avec un autre fluide cosmique.
Les auteurs ont examiné six scénarios différents de cet échange – une sorte de six recettes selon lesquelles l'énergie circule entre deux fluides. Il s'avère que l'état stable, où les deux fluides coexistent et où l'expansion s'accélère, n'apparaît que dans trois cas : lorsque l'échange est contrôlé par la densité de matière noire et que l'énergie s'écoule de celle-ci vers le second fluide. Si l'échange dépend des propriétés du second fluide ou de paramètres mixtes, l'Univers finit par aboutir à un autre dénouement – la domination de la matière noire, mais avec accélération également.
Cette approche rappelle une tentative d'expliquer l'accélération d'une voiture non pas par un vent mystérieux qui la pousse, mais par le fait que le carburant se synthétise tout seul dans le réservoir. La conclusion clé : l'énergie noire n'est peut-être pas une entité distincte, mais un effet secondaire de la naissance de particules et de la redistribution de l'énergie dans le cosmos. Cela ne dissipe pas tous les mystères, mais offre un nouvel outil pour les résoudre – sans faire appel à des entités invisibles.
Si la naissance de particules dans l'espace était un peu plus active, nous vivrions dans un monde où les galaxies s'éloignent encore plus vite – et le ciel nocturne serait très différent.
Dans le roman de Poul Anderson « Tau Zéro », un vaisseau accélère au point que la naissance de particules du vide commence à influencer tout l'Univers – presque comme dans ces travaux.