L’univers primitif a « bouillonné » – comme une marmite d’eau qui bout – alors que l’énergie noire subissait une transition de phase jusque-là non reconnue. C’est l’argument avancé par les physiciens des particules, le professeur Martin Sloth de l’Université du Danemark du Sud et le Dr Florian Niedermann de l’Institut nordique de physique théorique de Stockholm. Leur proposition, si elle est correcte, pourrait résoudre un mystère de longue date entourant la vitesse exacte à laquelle l’univers se développe.
Les physiciens savent que l’univers est en expansion, mais le taux exact de cette croissance – exprimé via une valeur connue sous le nom de constante de Hubble – présente quelque chose d’un mystère.
Il existe deux méthodes pour calculer la constante de Hubble, l’une qui utilise l’analyse du rayonnement de fond cosmique laissé par l’enfance de l’univers, et l’autre qui consiste à mesurer la vitesse à laquelle d’autres galaxies ou supernovae s’éloignent de nous.
Les deux approches sont reconnues par la communauté scientifique et considérées comme fiables.
Malgré cela, cependant, les deux approches produisent systématiquement des résultats différents – un problème que les physiciens ont surnommé « la tension de Hubble ».
Le Dr Niedermann a déclaré : « En science, vous devez être capable d’atteindre les mêmes résultats en utilisant des méthodes différentes, nous avons donc ici un problème.
« Pourquoi n’obtenons-nous pas le même résultat alors que nous sommes si confiants dans les deux méthodes ? »
« Si nous supposons que ces méthodes sont fiables – et nous pensons qu’elles le sont – alors peut-être que les méthodes ne sont pas le problème.
« Peut-être que nous devons regarder le point de départ, la base, à laquelle nous appliquons les méthodes. Peut-être que cette base est fausse.
Selon le duo de chercheurs, la prise en compte d’un univers bouillonnant peut résoudre la tension de Hubble, permettant aux deux méthodes de calculer la constante de Hubble pour atteindre la même valeur.
Dans le soi-disant modèle standard de la physique des particules, l’énergie dans l’univers primitif était dominée par le rayonnement et la matière, à la fois normale et noire.
Pendant les 380 000 premières années après le Big Bang, le rayonnement et la matière normale ont été compressés en un plasma sombre, chaud et dense.
Lorsqu’on fonde les calculs de la constante de Hubble sur le modèle standard, on arrive à des résultats différents pour le taux d’expansion de l’univers selon la méthode utilisée.
Cependant, selon les chercheurs, des résultats concordants peuvent être obtenus à la place si l’on considère qu’une nouvelle forme d’énergie noire était en jeu dans l’univers primitif – une forme qui bouillonnait et subissait une transition de phase lorsque l’univers se développait à partir de l’état de plasma dense et chaud. au type de cosmos qui nous est familier aujourd’hui.
Les chercheurs ont appelé leur concept « New Early Dark Energy », ou NEDE en abrégé.
Le Dr Niedermann a expliqué : « L’énergie sombre dans l’univers primitif a subi une transition de phase, tout comme l’eau peut changer de phase entre gelée, liquide et vapeur. »
Le professeur Sloth a déclaré: «Il faut imaginer que des bulles sont apparues à divers endroits dans l’univers primitif. Ils sont devenus plus gros et ils ont commencé à s’écraser l’un contre l’autre
« En fin de compte, il y avait un état compliqué de bulles en collision, qui libéraient de l’énergie et finissaient par s’évaporer.
« Cela aurait pu durer n’importe quoi, d’un temps incroyablement court – peut-être juste le temps qu’il faut à deux particules pour entrer en collision – à 300 000 ans.
« Nous ne savons pas, mais c’est quelque chose que nous travaillons à découvrir. »
Bien sûr, le modèle NEDE est basé sur la prémisse que l’univers ne se comporte pas tout à fait comme le prédit le modèle standard – une notion qui peut sembler un peu exagérée pour expliquer le problème de la tension de Hubble.
Pourtant, a déclaré le professeur Sloth, « si nous faisons confiance aux observations et aux calculs, nous devons accepter que notre modèle actuel de l’univers ne peut pas expliquer les données, puis nous devons améliorer le modèle.
« Non pas en l’écartant et son succès jusqu’à présent, mais en l’élaborant et en le rendant plus détaillé afin qu’il puisse expliquer les nouvelles et meilleures données.
« Il semble qu’une transition de phase dans l’énergie noire soit l’élément manquant dans le modèle standard actuel pour expliquer les différentes mesures du taux d’expansion de l’univers. »
Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Physics Letters B.
