L’ère de l’expansion de l’univers pourrait toucher à sa fin, selon une étude

Non seulement l’univers est en expansion, mais il accélère cette expansion, ce qui conduit la plupart des scientifiques à anticiper qu’il continuera de croître pendant très longtemps, voire pour toujours. Cependant, un trio de physiciens de Princeton a contesté ce point de vue, présentant un modèle de l’univers dans lequel cette expansion touche presque à sa fin. L’univers commencera à se contracter sur lui-même, affirment-ils, et cela pourrait arriver étonnamment bientôt. Il s’agit cependant d’un « bientôt » d’un cosmologiste, de l’ordre de 100 millions d’années, ce que la plupart des gens ne reconnaîtraient pas comme imminent.

La découverte de l’accélération de l’expansion de l’univers a bouleversé la cosmologie peut-être plus que toute autre chose au cours de ce siècle. Auparavant, le débat principal était de savoir si l’univers s’étendrait pour toujours, quoique plus lentement, ou serait ramené dans une «grande crise» alors que la gravité surmontait le mouvement.

L’accélération, et l’énergie noire utilisée pour l’expliquer, semblaient mettre fin à la possibilité que l’univers se contracte à nouveau, mais une minorité de physiciens ne sont pas prêts à laisser tomber l’idée. Le professeur Paul Steinhardt, en particulier, a proposé des modèles « rebondissants » de l’univers. Maintenant, Steinhardt et ses co-auteurs affirment dans Actes de l’Académie nationale des sciences que le tournant de l’expansion à la contraction pourrait être proche sans que nous puissions le dire.

Les auteurs n’affirment pas de certitude. Ils se réfèrent à trois modèles de la nature de Dark Energy. L’un d’eux verrait l’univers continuer à se développer de plus en plus vite, tandis qu’un second le verrait ralentir à un moment imprévisible, probablement loin dans le futur.

Cependant, l’article nous demande de considérer un troisième modèle, où l’énergie noire est un type de quintessence et le taux d’accélération ralentit. L’univers, dans ce scénario, est comme une voiture dont le conducteur a décollé des phares avec toute la puissance qu’il pouvait rassembler, mais qui relâche maintenant le pied de l’accélérateur, sans l’avoir encore complètement retiré. Par conséquent, l’expansion se produit au rythme le plus rapide qu’elle ait jamais connu, mais l’accélération est faible par rapport aux temps précédents.

Finalement, dans ce scénario, l’accélération cessera. Après un point où l’expansion de l’univers est stable, elle commencera à ralentir, avant que finalement tout ne s’étende complètement et ne commence à se contracter.

De tels modèles ont déjà été proposés, notamment par Steinhardt. Ce qui est nouveau ici, c’est un effort pour estimer à quelle distance nous pourrions être des deux points cruciaux, d’abord là où l’accélération cesse, puis quand la contraction commence. Dans le cadre de ce que les auteurs appellent le modèle CDM à contraction lente piloté par la quintessence (QDSCCDM), ils calculent que la fin de l’expansion pourrait être dans moins de 100 millions d’années, soit moins d’un pour cent de l’âge de l’univers. L’espace entre la fin de l’accélération et le début de la contraction peut être de longueur similaire.

Même si le QDSCCDM a raison, il s’agit d’une limite inférieure – les échelles de temps dépendent de facteurs au-delà de notre technologie actuelle à mesurer, de sorte que ces événements pourraient être beaucoup plus éloignés. Si le modèle présenté est jugé plausible, il pourrait cependant susciter des projets de développement de nos capacités au point de pouvoir mesurer si le tournant est proche.

Steinhardt pourrait à juste titre être décrit comme ayant récemment voyagé en dehors du courant dominant cosmologique. En 2017, une lettre qu’il a co-écrite critiquant l’acceptation généralisée d’une période «inflationniste» immédiatement après le Big Bang a suscité une réponse cinglante de la part de sommités, dont Stephen Hawking. D’un autre côté, il n’est pas non plus quelqu’un qui peut être rejeté à la légère. Non seulement il a contribué à jeter les bases de la cosmologie inflationniste elle-même, mais ses travaux sur l’effet des ondes gravitationnelles sur le rayonnement de fond cosmique et la découverte plus récente des quasicristaux lui ont valu un immense respect dans le domaine.

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