La cuisine cosmologique regorge d'ingrédients invisibles. La matière noire, tel un squelette invisible, empêche les galaxies de s'éparpiller, tandis que l'énergie noire, comme la levure dans la pâte, fait accélérer l'expansion de l'espace. Mais que se passerait-il si ces deux composants ne se contentaient pas de coexister, mais échangeaient activement de l'énergie ?

Une équipe d'astrophysiciens a testé un tel modèle – avec un potentiel exponentiel et un couplage entre l'énergie noire et la matière noire. Pour cela, ils ont utilisé les données de trois grands relevés cosmologiques. Le premier est le rayonnement fossile enregistré par le satellite Planck. Le deuxième est constitué des oscillations acoustiques des baryons (les ondes sonores de l'Univers primordial figées dans la distribution des galaxies) du relevé DESI. Le troisième est l'observation des supernovae du projet DES-Dovekie. Le résultat a surpris : lorsque la somme des masses des neutrinos (de légères particules fantômes) est fixée à 0.06 eV, le couplage entre les composants sombres se manifeste avec une confiance de plus de trois sigmas.

Le plus intrigant est la direction du transfert d'énergie. Les données privilégient un scénario où le paramètre de couplage de l'énergie noire est négatif : l'énergie passe de la matière noire à l'énergie noire. Dans ce cas, l'équation d'état effective (EoS) – la grandeur qui décrit la « rigidité » de l'énergie noire – franchit la valeur moins un. Elle entre ainsi dans le secteur fantôme – une région où l'énergie noire devient encore plus agressive que la constante cosmologique d'Einstein. Si l'on autorise les masses des neutrinos à prendre des valeurs effectives négatives (ce qui est en soi une énigme), la différence entre les modèles avec et sans franchissement s'estompe – les deux décrivent aussi bien les observations.