Une nouvelle étude met en doute la composition de 70 % de notre univers

University of Copenhagen — Niels Bohr Institute
Dimanche 25 juillet 2021
L’UNIVERS Les chercheurs du monde entier pensent depuis longtemps que 70 % de l’univers est composé d’énergie sombre, une substance qui permet à l’univers de s’étendre à un rythme toujours plus rapide. Mais dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’université de Copenhague ont testé un modèle qui suggère que l’expansion de l’univers est due à une substance sombre dotée d’une sorte de force magnétique. Si le modèle se confirme, cela signifie que l’énergie sombre n’existe tout simplement pas, selon le professeur de l’UCPH à l’origine de l’étude.
Photo : Getty Images

Jusqu’à présent, les chercheurs pensaient que l’énergie sombre était responsable de près de 70 % de l’accélération et de l’expansion constantes de l’univers. Pendant de nombreuses années, ce mécanisme a été associé à la soi-disant constante cosmologique, mise au point par Einstein en 1917, qui fait référence à un pouvoir cosmique répulsif inconnu.

Mais comme la constante cosmologique - connue sous le nom d’énergie sombre - ne peut être mesurée directement, de nombreux chercheurs, dont Einstein, ont douté de son existence, sans pouvoir suggérer une alternative viable.

Jusqu’à aujourd’hui. Dans une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université de Copenhague, un modèle a été testé qui remplace l’énergie noire par une matière noire sous forme de forces magnétiques.

« Si ce que nous avons découvert est exact, cela bouleverserait notre conviction que ce que nous pensions constituer 70 % de l’univers n’existe pas en réalité. Nous avons retiré l’énergie noire de l’équation et ajouté quelques propriétés supplémentaires pour la matière noire. Celle-ci semble avoir le même effet sur l’expansion de l’univers que l’énergie sombre », explique Steen Harle Hansen, professeur associé au centre de cosmologie DARK de l’Institut Niels Bohr.

Photo de la matière noire, qui est invisible à l’œil nu, mais qui est ici illustrée par une couleur bleue. Photo : Nasa/Esa

L’univers ne s’étend pas différemment sans énergie sombre

Selon l’interprétation habituelle de la répartition de l’énergie dans l’univers, celui-ci se compose de 5 % de matière normale, de 25 % de matière noire et de 70 % d’énergie noire.

Dans le nouveau modèle des chercheurs de l’UCPH, la part de 25 % de matière noire se voit attribuer des qualités particulières qui rendent les 70 % d’énergie noire superflus.

« Nous ne savons pas grand-chose de la matière noire, sinon qu’il s’agit d’une particule lourde et lente. Mais nous nous sommes alors demandé ce qui se passerait si la matière noire possédait une qualité analogue au magnétisme. Nous savons que lorsque des particules normales se déplacent, elles créent du magnétisme. Et les aimants attirent ou repoussent d’autres aimants. Et si c’était ce qui se passe dans l’univers ? Et si c’était ça qui se passait dans l’univers, si cette expansion constante de la matière noire se produisait grâce à une sorte de force magnétique ? » demande Steen Hansen.

En 1572, le physicien danois Tycho Brahe a découvert cette supernova appelée Stella Nova. En mesurant la distance entre cette supernova et d’autres novas, les chercheurs ont conclu par la suite que l’univers est en expansion constante et à une vitesse accélérée. Photo : NASA/CXC/SAO

Un modèle informatique teste la matière noire avec un type d’énergie magnétique

La question de Hansen a servi de base au nouveau modèle informatique, dans lequel les chercheurs ont inclus tout ce qu’ils savent de l’univers - y compris la gravité, la vitesse d’expansion de l’univers et X, la force inconnue qui étend l’univers.

« Nous avons développé un modèle qui part de l’hypothèse que les particules de matière noire ont une forme de force magnétique et nous avons étudié l’effet que cette force aurait sur l’univers. Il s’avère qu’elle aurait exactement le même effet sur la vitesse d’expansion de l’univers que celui que nous connaissons grâce à l’énergie sombre », explique Steen Hansen.

Cependant, il reste encore beaucoup de choses à comprendre sur ce mécanisme pour les chercheurs. Et tout cela doit être vérifié dans de meilleurs modèles prenant en compte davantage de facteurs. Comme le dit Steen Hansen :

"Honnêtement, notre découverte n’est peut-être qu’une coïncidence. Mais si ce n’est pas le cas, c’est vraiment incroyable. Elle changerait notre compréhension de la composition de l’univers et des raisons de son expansion. Dans l’état actuel de nos connaissances, nos idées sur la matière noire avec un type de force magnétique et l’idée de l’énergie noire sont tout aussi folles. Seules des observations plus détaillées permettront de déterminer lequel de ces modèles est le plus réaliste. Il sera donc incroyablement excitant de tester à nouveau notre résultat.

Voir en ligne : New study shows doubt about the composition of 70 percent of our universe