La querelle cosmologique évoque deux artisans qui mesurent la même pièce avec des mètres différents. L'un, en observant les galaxies lointaines, obtient un certain nombre. L'autre, en scrutant la lueur ancienne — le rayonnement fossile, la lumière refroidie du Big Bang —, en obtient un autre, plus petit. Cet écart est appelé tension de Hubble. Il ne s'explique pas par une simple erreur aléatoire et suggère quelque chose de nouveau dans la structure du monde.
Récemment, la collaboration ACT a analysé de nouvelles données sur le fond diffus cosmologique et a déclaré : aucune particule invisible supplémentaire — pas de rayonnement sombre — n'est visible, et la valeur de la vitesse d'expansion reste faible. Le débat semblait dans une impasse. Mais les auteurs de la nouvelle étude ont remarqué que les conclusions d'ACT sont extrêmement sensibles aux hypothèses sur la manière dont l'Univers primordial s'est dilaté. L'inflation est cette expansion ultra-rapide des premiers instants qui a engendré les ondulations devenues plus tard les galaxies. On suppose généralement que la force de ces ondulations — leur indice spectral — variait à peine d'une échelle à l'autre. Cependant, si l'on autorise une variation progressive en ajoutant des paramètres de « fuite » et de « fuite de la fuite », le tableau se renverse.
De plus, le rayonnement sombre aurait pu autrefois échanger de l'énergie avec la matière noire et se découpler à peu près à l'époque de l'égalité matière-rayonnement. Il aurait alors engendré ses propres ondes sonores — les oscillations acoustiques sombres. Leur « horizon de résistance » serait d'environ 60 mégaparsecs. Cette distance est parcourue par la lumière en 200 millions d'années. Dans ce scénario, la contrainte s'assouplit encore davantage : jusqu'à 0.68 espèce, et la tension de Hubble tombe sous 2 sigmas. Ce niveau n'est plus considéré par les physiciens comme une indication sérieuse de nouvelle physique. Par ailleurs, l'indice spectral montre effectivement une préférence pour une fuite positive au niveau de 2.9 sigmas.
Une telle fuite pourrait surgir naturellement si l'inflation s'était déroulée en deux actes. Le premier s'est achevé, laissant une trace dans les ondulations à grande échelle que captent des satellites comme Planck et les relevés terrestres de galaxies. Les petites échelles, elles, gardent la mémoire du second acte. On obtient ainsi une image élégante : le rayonnement sombre se cache dans les grandes taches du fond fossile, tandis que la dynamique de l'inflation se niche dans les petites. Les mètres ne mentent plus — simplement, la pièce s'est révélée avoir une niche qu'on ne remarquait pas auparavant.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.26541
We point out that constraints on $$\Delta N_\mathrm{eff}$$ reported by the ACT collaboration in their DR6 data release are surprisingly sensitive to the assumptions made about the initial power spectrum from inflation. The ACT collaboration reports no evidence of new light degrees of freedom alongside a low value of the expansion rate, thus confirming the Hubble tension. However, as we show here, when considering self-interacting dark radiation and including running, $$\alpha_s$$, and running of the running, $$\beta_s$$, of the spectral index $$n_s$$, the picture changes significantly. Confronting this extended model with Planck, ACT DR6, DESI DR2, and uncalibrated Pantheon+ data, we find the significantly relaxed bound $$\Delta N_\text{eff}< 0.58$$ at 95$$\%$$ CL, together with a $$2.9 \sigma$$ ($$2.6 \sigma$$) preference for $$\alpha_s>0$$ ($$\beta_s>0$$), while the Hubble tension is reduced to $$2.2 \sigma$$ with only three more parameters compared to $$\Lambda$$CDM. If the dark radiation fluid is initially coupled to dark matter, and undergoes dark radiation-matter decoupling (DRMD) around matter-radiation equality, predicting dark acoustic oscillations with drag horizon $$r_{d,\mathrm{DAO}} \approx 60 \,\mathrm{Mpc}/h$$, the bound is further relaxed to $$\Delta N_\text{eff}< 0.68$$ at 95$$\%$$ CL, reducing the Hubble tension below $$2\sigma$$. We also discuss how $$\alpha_s$$ and $$\beta_s$$ could naturally appear in inflationary scenarios, possibly connected to the end of a first act of inflation. In this case dark radiation is mostly probed by scales covered by Planck and DESI, while smaller scales carry information on inflationary dynamics.
Le paramètre « fuite de la fuite » (βs) est la vitesse de variation de la vitesse de variation de la pente du spectre. Si la fuite ordinaire montre comment la couleur des ondulations change lorsqu'on passe des grandes vagues aux petites, la fuite de la fuite indique si ce changement est uniforme ou s'il s'accélère. En termes familiers : la pente est l'inclinaison de la colline, la fuite est la rapidité avec laquelle l'inclinaison change, et la fuite de la fuite indique si ce changement devient plus marqué ou plus doux.
L'idée des oscillations acoustiques sombres fait écho à la « forêt sombre » du roman de Liu Cixin : des interactions cachées dans le secteur sombre créent une structure d'espace invisible pour nous, qui n'affecte l'Univers visible qu'indirectement.