L’énergie sombre s’affaiblirait : une étude remet en question notre compréhension de l’évolution de l’Univers

L’énergie sombre est désormais considérée comme le moteur de l’expansion accélérée de l’Univers. Depuis sa découverte en 1998, lorsqu’une équipe d’astronomes a étudié des supernovae lointaines afin de mieux comprendre l’évolution de l’expansion cosmique, elle fait l’objet d’intenses recherches. Or, des découvertes récentes suggèrent que cette force mystérieuse, qui étire le cosmos, pourrait s’affaiblir progressivement. Cette hypothèse, présentée lors du Sommet mondial de physique de l’American Physical Society, pourrait ainsi remettre en question notre compréhension actuelle de l’Univers et contraindre les scientifiques à revoir certaines théories établies depuis un quart de siècle.

Bien que jamais observée directement, l’énergie sombre représenterait environ 68 % du contenu énergétique de l’Univers, selon le modèle cosmologique standard Lambda-CDM (Lambda-Cold Dark Matter). Ce cadre théorique, intégrant la constante cosmologique formulée par Einstein, constitue depuis un quart de siècle le socle explicatif dominant de l’expansion accélérée du cosmos.

En décembre dernier, des chercheurs de l’Université de Canterbury, en Nouvelle-Zélande, ont avancé une hypothèse audacieuse : l’expansion de l’Univers pourrait ne pas être due à l’énergie sombre. Selon leurs travaux, son rythme pourrait ralentir, suggérant ainsi que l’énergie sombre ne serait qu’une illusion. Si cette théorie venait à se confirmer, elle obligerait la communauté scientifique à repenser le modèle cosmologique standard.

Toutefois, cette hypothèse vient d’être contestée par une équipe internationale de chercheurs exploitant les données du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) en Arizona. Leur étude remet également en question l’idée selon laquelle l’énergie sombre correspondrait à une constante cosmologique.

Les résultats reposent sur trois années de données collectées par le DESI, un instrument de pointe équipé de 5 000 capteurs à fibre optique. Grâce à cet outil, les scientifiques ont cartographié plus de 15 millions de galaxies, retraçant ainsi 11 milliards d’années d’histoire cosmique et produisant la plus grande carte tridimensionnelle jamais réalisée de l’Univers.

Ces observations suggèrent que l’expansion de l’Univers ne suit pas un rythme constant, contredisant ainsi la notion d’une constante cosmologique invariable. En avril 2024, de nouvelles mesures ont même indiqué que cette accélération pourrait ralentir avec le temps, remettant en cause l’idée que l’énergie sombre demeure inchangée.

En recoupant ces données avec d’autres sources, telles que les cartes du rayonnement de fond diffus cosmologique – vestige du Big Bang – et l’étude des supernovae, les chercheurs ont découvert que l’énergie sombre pourrait évoluer au fil du temps, au lieu de rester stable et homogène.

Des résultats prometteurs, mais nécessitant confirmation

« Nous avons doublé le volume de données, ce qui a considérablement amélioré la précision de nos mesures », explique la Dr Rossana Ruggeri, chercheuse à l’Université de technologie du Queensland et collaboratrice du projet DESI. « Nous continuons à relever des indices laissant penser que l’énergie sombre pourrait être plus complexe qu’une simple constante cosmologique », ajoute-t-elle.

Les résultats obtenus par le DESI atteignent une fiabilité statistique de « 4,2 sigma », ce qui signifie qu’il existe encore une probabilité de 1 sur 40 000 que ces conclusions soient dues au hasard. Pour que les physiciens puissent valider cette découverte avec certitude, il faudrait atteindre un seuil de 5 sigma – un seuil où la part de doute devient négligeable.

Mustapha Ishak-Boushaki, chercheur à l’Université du Texas à Dallas et membre de l’équipe, estime que ce seuil pourrait être atteint dans les deux prochaines années grâce aux données supplémentaires que continuera de fournir le DESI. Ce qui renforce encore la crédibilité de cette découverte, c’est qu’elle ne repose pas uniquement sur les données du DESI, mais aussi sur d’autres études indépendantes. « Nous ne nous attendions pas à devoir remettre en question l’énergie sombre de notre vivant », confie-t-il au New Scientist.

Vers un Big Crunch ?

Si l’énergie sombre s’atténue progressivement, cela pourrait avoir des implications majeures sur le destin ultime de l’Univers. Jusqu’à présent, le modèle standard envisageait un scénario dit du « grand gel » : une expansion perpétuelle éloignant irrémédiablement les galaxies, jusqu’à ce que l’Univers devienne froid et désertique.

Mais si cette force cosmique venait à s’inverser, un tout autre avenir se dessinerait : celui d’un « Big Crunch ». Dans ce scénario, l’Univers cesserait de s’étendre pour amorcer un effondrement gravitationnel, régressant inexorablement jusqu’à retrouver un état de densité extrême, peut-être le prélude d’un nouveau Big Bang.

Quoi qu’il en soit, les télescopes de la prochaine génération, comme le Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA ou l’Observatoire Vera Rubin au Chili, devraient permettre d’affiner notre compréhension de ce phénomène au cours des années à venir.