La mémoire de l'espace explique l'accélération de l'Univers ✛ ✦

Original: "An Interplay Between Fractional Calculus and Holographic Dark Energy"
· Ayush Bidlan
arXiv:2606.22431 · 2026-06-21 · CC BY 4.0 · 2 min
L'expansion de l'Univers dépend de son passé grâce à la « mémoire » de l'espace.

À la fin des années 1990, les astronomes ont découvert que l'expansion de l'Univers s'accélère. La lumière des supernovae lointaines a montré : plus une étoile est éloignée, plus elle s'éloigne rapidement. Cet effet, appelé décalage vers le rouge, a nécessité l'introduction de la matière noire — une force invisible qui repousse le cosmos.

Einstein avait autrefois introduit la constante cosmologique pour maintenir l'équilibre, mais l'a ensuite qualifiée d'erreur. Aujourd'hui, cette même constante décrit l'énergie sombre, mais sa valeur reste une énigme : les calculs divergent de la réalité par un facteur de $10^{120}$.

Le nouveau modèle confère à l'espace une mémoire. L'idée vient de la physique des trous noirs. Jacob Bekenstein et Stephen Hawking ont démontré que le contenu d'un trou noir est entièrement décrit par les données sur sa surface. Gerard 't Hooft a suggéré que, peut-être, l'Univers entier est un hologramme, où la réalité tridimensionnelle est encodée sur une frontière bidimensionnelle. En utilisant des mathématiques fractionnaires, les scientifiques ont doté cet « hologramme » de la capacité de se souvenir du passé. Comme un coussin en mousse à mémoire de forme retrouve sa forme, la gravité « se souvient » de l'histoire de l'expansion.

En conséquence, la matière noire n'est pas constante, mais varie avec le temps. Les simulations numériques ont montré que l'accélération a commencé il y a environ 6 milliards d'années — exactement au moment où cela est visible dans le Fond diffus cosmologique, la lueur résiduelle du Big Bang. Le modèle est cohérent avec la théorie des cordes et pourrait se manifester dans les futures observations des ondes gravitationnelles.

La quantification fractionnaire utilisée dans le modèle évoque une promenade avec des sauts : la particule se déplace tantôt de manière fluide, tantôt par bonds, ce qui engendre l'effet de mémoire.

S \propto A^{\frac{2+\alpha}{2\alpha}}
L'aire de l'horizon A est élevée à une puissance dépendant de l'indice de Lévy α ; pour α=2, on retrouve la relation standard S ∝ A.
\rho_{\mathrm{DE}} = 3c^2 H^{\frac{3\alpha-2}{\alpha}}
La densité de l'énergie sombre s'exprime en fonction du paramètre de Hubble H et du paramètre α. Dans la limite standard α→2, on obtient une densité constante.
Scientifiques
Jacob BekensteinStephen HawkingGerard 't HooftLeonard SusskindChristian DopplerAdam Riess
Notions
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