La fabrication du pain commence avec une pâte presque homogène, dans laquelle se cachent déjà de minuscules bulles de gaz. Elles grossissent ensuite, et la vitesse de leur croissance détermine la future structure de la mie. En cosmologie, le rôle de ces bulles est joué par les germes des galaxies — des surdensités à peine perceptibles dans la « soupe » brûlante de l'Univers primordial. Leur distribution est gravée dans le rayonnement fossile (la faible lueur laissée par le Big Bang).
Le télescope ACT, installé en altitude dans le désert chilien d'Atacama, a récemment mesuré ce rayonnement avec une précision inégalée. Le résultat a surpris : il semble que les inhomogénéités aient crû non pas uniformément, mais en accélérant — comme si les bulles dans la pâte s'étaient soudainement mises à gonfler de plus en plus vite. Les astrophysiciens appellent cela une « dérive spectrale positive » (ou « running » positif de l'indice spectral). L'idée est simple : la vitesse de croissance des inhomogénéités augmentait au fil du temps.
Les auteurs de la nouvelle étude ont vérifié quels modèles d'inflation peuvent produire une telle accélération. Les variantes les plus simples — avec un seul champ scalaire ou avec une gravité modifiée de type $F(R)$ — n'y parviennent pas. Elles prédisent une vitesse de croissance presque constante, ce qui concorde avec les données plus anciennes du satellite Planck, mais diverge des indices fournis par ACT. En revanche, des scénarios plus sophistiqués — par exemple avec plusieurs champs ou avec l'ajout d'un terme de Gauss-Bonnet dans les équations de la gravité — produisent facilement l'accélération souhaitée. Ils ne contredisent pas non plus d'autres observations, notamment la détection des ondes gravitationnelles issues de la fusion d'étoiles à neutrons (l'événement GW170817). Celle-ci a imposé de sévères contraintes aux théories de la gravité.
Ainsi, la « recette » cosmique se complique. Il se pourrait que l'Univers primordial n'ait pas été aussi simple qu'on le pensait il y a encore quelques années. Pour le décrire, il faudra des ingrédients plus riches — des champs supplémentaires ou des corrections quantiques à la gravité einsteinienne.
Le télescope ACT (Atacama Cosmology Telescope) est situé à 5190 mètres d'altitude dans les Andes — l'un des sites d'observation astronomique les plus élevés au monde, où l'air exceptionnellement sec ne déforme presque pas le signal.
Dans le roman de Greg Egan « L'Échelle de Schild », les lois de la physique peuvent varier d'une région de l'espace à l'autre — tout comme les modèles d'inflation où les « règles du jeu » dépendent de champs supplémentaires.