Les hypothèses foisonnent concernant la destinée ultime de l’Univers, mais elles convergent toutes vers une subtile balance entre son expansion inexorable et un modelage dominé par la force gravitationnelle. Dans une étude récente, des chercheurs ont proposé un scénario dans lequel l’expansion du cosmos finirait par s’arrêter progressivement, atteignant un état statique où toute activité en son sein cesserait presque entièrement. Ce « long gel », caractérisé par une distribution uniforme et progressive de l’énergie, aboutirait à un univers refroidi et assombri, précipitant la désintégration des étoiles.
Il y a plus de vingt ans, l’étude des distances entre les supernovas de type SN Ia a révélé que cet écart augmente avec le temps. Pour expliquer cette observation, les astronomes ont émis l’hypothèse de l’énergie sombre. Des recherches antérieures ont établi que cette énergie représente 70 % de la densité énergétique de l’Univers, bien que sa nature reste insaisissable.
Malgré sa « mise en évidence » (toutefois pas si évidente) en 1990, l’énergie sombre demeure un mystère majeur de la cosmologie. Plusieurs théories se sont efforcées de la modéliser, le modèle cosmologique standard étant largement utilisé pour expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers. Néanmoins, ce modèle, qui postule une accélération constante et une expansion continue, se heurte à des limites, notamment en ce qui concerne la constante cosmologique, qui n’a pas encore trouvé de réponse satisfaisante. Pour relever ce défi, d’autres chercheurs ont exploré de nouveaux modèles à travers une approche holographique.
Des modèles holographiques pour éclairer l’expansion cosmique ?
Le concept d’un modèle holographique de l’énergie sombre puise dans la gravité quantique et la théorie des cordes. Récemment, des chercheurs de l’Université Fédérale Baltique Immanuel Kant ont confirmé la viabilité d’un modèle holographique conçu en 2004. Ce modèle, jadis jugé instable, a été revisité par l’équipe d’Alexander Tepliakov, qui a adopté une méthode novatrice en tenant compte des perturbations et des propriétés métriques de l’énergie sombre. Cette approche a permis de démontrer la stabilité du modèle, offrant des perspectives intéressantes et surtout nouvelles pour comprendre l’évolution de l’Univers.
Pendant que Tepliakov et son équipe se concentraient sur les modèles holographiques, deux astrophysiciens, Oem Trivedi et Robert J. Scherrer, ont exploré divers scénarios potentiels pour la fin de l’Univers. Leur étude s’est focalisée sur l’évolution de cette énergie holographique, concluant qu’elle continuerait d’étendre l’Univers, la gravité n’étant plus assez forte pour la contrecarrer.
Néanmoins, Trivedi et Scherrer ont suggéré qu’avec le temps, l’influence de l’énergie sombre s’amenuiserait, ce qui ralentirait l’expansion de l’Univers. Ainsi, le cosmos atteindrait une valeur statique et le processus d’expansion s’arrêterait. Dans leur étude, prépubliée sur le serveur arXiv, ils déclarent : « Nous proposons des exemples concrets de ces modèles et des conditions générales pouvant mener à un univers asymptotiquement statique, que nous avons nommé le ‘long gel’ ».
Selon eux, inéluctablement, les étoiles se désintégreront en l’absence de nouvelles sources d’énergie. Les particules subatomiques finiront par se disperser. Cette hypothèse contraste avec d’autres scénarios de la fin de l’univers, tels que le « Big Freeze » (ou mort thermique), le « Big Crunch » (ou effondrement final), et le « Big Rip ». Cette dernière théorie suggère que si l’expansion se poursuit, elle pourrait surmonter l’espace-temps, annihilant toute matière. Les astrophysiciens estiment que ce phénomène pourrait survenir dans environ 22 milliards d’années.