L'univers aurait pu basculer vers une nouvelle énergie express
Un ressort comprimé reste immobile pendant des années. On croirait qu'il est figé pour toujours, mais à l'intérieur du métal, les atomes se réarrangent lentement — et un jour, le ressort claque, passant à une nouvelle position, plus libre. C'est un peu ainsi que les physiciens envisagent le vide : il ne serait pas vraiment vide et immuable, mais seulement dans un état temporairement figé, capable de basculer soudainement dans un autre — avec une densité d'énergie différente.
Les auteurs de la nouvelle étude ont construit plusieurs modèles de cette transition tardive. Dans certains scénarios, seule l'énergie du vide change — cette fameuse énergie noire qui écarte les galaxies. Dans d'autres, une partie de la matière noire se transforme en rayonnement, et des parois de domaine (de fines couches où les propriétés du vide changent brusquement) apparaissent dans l'espace. Ces scénarios ont ensuite été comparés à trois ensembles de données réelles : les distances aux galaxies lointaines mesurées par les oscillations acoustiques des baryons (les ondes sonores de l'univers primordial figées dans la distribution de la matière), la luminosité des supernovae, et la carte du rayonnement fossile — la lumière ancienne qui a conservé l'empreinte des premiers instants.
Le résultat le plus intéressant : un modèle où environ 10% de la matière noire participe à la transition, et où des parois de domaine naissent dans l'espace, s'accorde parfaitement avec les observations. Il privilégie une transition autour du décalage vers le rouge de 7 — c'est-à-dire environ 800 millions d'années après le Big Bang. Une simple chute de l'énergie du vide sans effets supplémentaires est plus contrainte : si la transition a eu lieu après que l'univers était deux fois plus jeune, l'énergie du vide n'a pu chuter que de moitié au plus. Sinon, la carte du rayonnement fossile serait différente — les bulles du nouveau vide auraient laissé des distorsions visibles.
Ainsi, l'hypothèse de l'instabilité du vide passe de la spéculation philosophique à une partie testable de la cosmologie. Tout comme le claquement d'un ressort révèle une tension cachée, les futures cartes du rayonnement fossile et les nouvelles mesures de distances pourront soit détecter les traces d'une telle transition, soit l'exclure de manière fiable.
L'énergie du vide n'est pas une abstraction vide : si on la rassemblait dans un centimètre cube de vide, cela suffirait à faire bouillir une bouilloire, mais selon les estimations actuelles, sa densité est $10^{120}$ fois plus faible que ce que prédit la théorie.
Dans le roman de Greg Egan « L'Échelle de Schild », le vide bascule soudainement dans un état d'énergie plus bas, et la frontière du nouveau vide s'étend à la vitesse de la lumière, détruisant tout sur son passage.