L'Univers est un immense océan sombre. Nous ne voyons que l'écume lumineuse à sa surface — les étoiles et les galaxies. Et dans les profondeurs se cachent deux forces invisibles : la matière noire, qui par sa gravité empêche les galaxies de se disperser, et l'énergie noire, qui, au contraire, repousse l'espace lui-même, accélérant l'expansion de l'Univers. On les considère généralement comme indépendantes, mais que se passerait-il s'il existait un lien entre elles — un échange invisible, comme des courants profonds transportant de l'énergie d'une force à l'autre ?
Un nouveau modèle cosmologique, proposé par des astrophysiciens, décrit précisément un tel « courant ». Et il n'est pas constant : il oscille, change de direction, telle un gigantesque pendule cosmique. L'énergie circule de la matière noire vers l'énergie noire et inversement, selon un rythme défini. Ce rythme naît de la physique elle-même : les fluctuations quantiques (de minuscules sursauts d'énergie), étirées par l'expansion de l'Univers jusqu'à des échelles supergalactiques, peuvent influencer le fond cosmique — c'est ce qu'on appelle la rétroaction des inhomogénéités super-Hubble.
Pour tester cette idée, les scientifiques l'ont comparée à trois ensembles de données : la carte du rayonnement fossile (CMB), les données sur les oscillations acoustiques des baryons (BAO — sortes d'« empreintes » des ondes sonores dans l'Univers primordial) et les observations de supernovae de type Ia (ces « chandelles standard » permettent de mesurer les distances). Il s'avère que l'amplitude des oscillations pourrait être assez notable — les données n'interdisent pas ce scénario. Cependant, le modèle oscillant n'a pas montré d'avantage statistiquement significatif par rapport au modèle standard ΛCDM (lambda-CDM), où l'énergie noire est simplement une constante cosmologique. Autrement dit, le bon vieil océan avec deux masses d'eau immobiles décrit pour l'instant les observations tout aussi bien.
Mais le simple fait que cet échange « vivant » entre la matière noire et l'énergie noire ne soit pas rejeté est déjà un résultat. C'est comme si, pour la première fois, nous soupçonnions l'existence de courants profonds et apprenions à mesurer leur force potentielle. Désormais, avec des télescopes plus précis, nous pourrons chercher non plus seulement « y a-t-il un courant », mais son rythme exact et sa direction — et alors, peut-être, l'océan sombre de l'Univers deviendra un peu plus transparent.
Les oscillations dans l'échange d'énergie entre les composantes sombres pourraient être liées aux fluctuations quantiques qui, pendant l'inflation (l'expansion ultra-rapide), se sont étirées à des tailles dépassant l'Univers visible, et qui maintenant « pèsent » sur lui de l'extérieur.
Dans le roman « La Forêt sombre » de Liu Cixin, la matière noire et l'énergie noire restent un arrière-plan mystérieux, mais l'idée d'interactions invisibles qui changent le destin de l'Univers est tout à fait dans l'esprit de ce travail.