L'Univers se réchauffe sur des tourbillons express
L'Univers primordial ressemble à un ressort comprimé à l'extrême. Dans les premiers instants, il s'est expansé à une vitesse inimaginable — cette phase est appelée inflation. On pense généralement qu'elle a été provoquée par un champ particulier, mais il existe une autre idée : l'espace-temps lui-même se tord, comme un ressort, et cette torsion (en physique, la torsion) devient le moteur de l'expansion.
Quand l'inflation se termine, l'énergie de la torsion doit se transformer en particules ordinaires — c'est ainsi que l'Univers se réchauffe. Mais comment exactement ? Les auteurs de l'étude ont calculé que l'inflaton (la particule de torsion) ne produit presque pas de paires de fermions directement. En revanche, par le biais d'effets quantiques appelés anomalies, il crée activement des bosons de jauge et des triplets de particules impliquant le boson de Higgs. Ce processus est comparable à un ressort comprimé qui, en se détendant, heurte les pièces voisines et leur transmet de l'énergie.
Cette désintégration inhabituelle fournit une limite inférieure naturelle pour la température de réchauffement de l'Univers. C'est important : si la température est trop basse, les premières étoiles ne pourraient pas s'allumer. Les calculs montrent que la torsion de l'espace-temps laisse une trace notable dans l'Univers primordial — et cette trace peut être recherchée dans les données d'observation.
Le ressort s'est détendu, transmettant son énergie aux particules. L'Univers est devenu chaud — puis a commencé à se refroidir, formant des galaxies et des étoiles. La torsion qui a déclenché l'inflation a disparu, mais ses conséquences sont encore visibles dans le rayonnement fossile.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2607.29618v1
In gravity theories with torsion, inflation can be driven by the dynamical torsion. Since it naturally has a derivative coupling to the axial current consisting of Standard Model particles, the reheating dynamics should be much different from conventional inflation models like Starobinsky inflation. We calculate the inflaton decay rate in detail and find that, although the 2 body decay into the fermion pair is vanishing in the massless fermion limit, the anomaly-induced 2 body decay into the gauge bosons and 3 body decay involving the Higgs boson are non-vanishing and they give sizable contributions to the total decay width of the inflaton. This gives a natural lower bound on the reheating temperature in the inflation model with dynamical torsion.
La torsion de l'espace-temps est prédite par les extensions de la relativité générale et pourrait expliquer pourquoi l'Univers est en expansion accélérée — sans faire appel à l'énergie sombre.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, les voyages à travers les trous de ver nécessitent de la matière exotique à énergie négative — et la torsion de l'espace-temps pourrait en être la source.