Friction dans l'univers primordial : comment sauver l'inflation express
L'idée de l'inflation — l'expansion ultra-rapide de l'espace juste après sa naissance — a été proposée par Alan Guth en 1980. Elle expliquait pourquoi notre monde est si homogène. Mais les nouvelles images du Big Bang prises par le télescope ACT ont révélé une structure légèrement en désaccord avec les prédictions des deux principaux modèles.
La solution a été trouvée en ajoutant une « friction » dans les équations. Le champ qui a déclenché l'expansion se comporte comme une pédale d'accélérateur : plus on appuie, plus la résistance est forte. Habituellement, l'énergie cinétique dépend de la vitesse du champ de manière simple, comme pour une balle qui roule. Mais ici, la relation est plus complexe : plus le champ accélère, plus il se freine lui-même. Cette correction a calmé l'expansion et a remis la théorie en accord avec les observations.
Un bonus inattendu : une telle friction génère un fond caractéristique d'ondes gravitationnelles. Pour un modèle, c'est un bourdonnement dominé par les hautes fréquences ; pour l'autre, par les basses fréquences. Les futurs détecteurs, comme LISA, pourraient capter cet écho de l'expansion de l'univers et révéler laquelle des théories est correcte. Il s'avère que la friction non seulement sauve l'inflation, mais s'accorde parfaitement avec les exigences de la théorie des cordes — candidate au titre de « théorie du tout ».
Jusqu'à l'âge de 380 000 ans, l'univers était opaque, comme un brouillard épais. La lumière que nous voyons dans les images du rayonnement fossile est sa première « photo », prise lorsque le brouillard s'est dissipé.
Et si, dans le fond d'ondes gravitationnelles, se cachaient non seulement les détails de l'inflation, mais aussi le murmure d'autres univers, filtré à travers la friction cosmique ?