Il peut y avoir une forme exotique d'énergie sombre qui se cache dans l'univers, et cela pourrait expliquer une divergence tenace dans les mesures du taux d'expansion de l'univers.
Cette soi-disant énergie sombre précoce aurait pu exister dans l'enfance de l'univers, puis disparaître peu de temps après. Cela, à son tour, expliquerait pourquoi les taux d'expansion ne sont pas d'accord.
L'énergie noire est la forme mystérieuse et inconnue d'énergie qui imprègne l'espace, projetant l'univers vers l'extérieur à des vitesses de plus en plus rapides. Mais au cours des deux dernières décennies, les scientifiques qui étudient l'expansion accélérée de l'univers ont trouvé deux taux très différents. La première lumière des univers - le rayonnement de fond micro-ondes cosmique ou CMB - suggère un taux d'expansion de l'espace inférieur à celui des études des supernovas et des étoiles pulsantes dans l'univers proche. En d'autres termes, l'univers semble se développer plus rapidement maintenant que ce à quoi il ressemblait au début de l'histoire, peu de temps après le Big Bang.
Ce désaccord a été qualifié de «tension Hubble». Parce que le taux de CMB est en contradiction avec d'autres estimations et que son calcul repose sur des modèles cosmologiques, on pense qu'il doit manquer quelque chose dans le modèle, comme de nouvelles lois de la physique ou des types de matière inconnus.
Un nouvel article, publié le 4 juin dans la revue Physical Review Letters, propose que l'énergie sombre précoce pourrait être la pièce manquante qui a modifié le taux d'expansion précoce de l'univers. Si c'est le cas, cette énergie sombre précoce aurait subtilement affecté l'apparence du CMB, expliquant pourquoi l'expansion mesurée est plus faible que prévu. De futures observations à haute résolution du CMB pourraient être en mesure de montrer si une énergie sombre précoce existait réellement dans le jeune univers.
"Le rôle de cette énergie sombre précoce est d'influer sur le taux d'expansion environ 100 000 ans après le Big Bang", Vivian Poulin, auteur principal du nouveau document et chercheur au Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, une division du Centre national français de la science La recherche en France, a déclaré Live Science. "À cette époque, aurait représenté jusqu'à 10% de la densité énergétique totale de l'univers."
L'énergie sombre précoce proposée n'aurait pas duré longtemps - probablement en décomposition après seulement quelques centaines de milliers d'années. Dans le premier univers, cette énergie sombre aurait fonctionné comme une constante cosmologique antérieure et temporaire - le facteur inconnu qui est utilisé pour expliquer l'expansion accélérée actuelle de notre univers, ainsi que l'expansion juste après le Big Bang. Une fois qu'il aurait disparu, cependant, le taux d'expansion de l'univers serait redevenu défini par la constante cosmologique moderne - l'énergie sombre actuelle.
"Il existe de nombreux modèles sur le marché qui pourraient produire", a déclaré Poulin à Live Science. "Celui que nous avons suggéré est inspiré de la théorie des cordes."
Les scientifiques continueront d'étudier les ramifications de l'énergie sombre précoce sur la formation de l'univers, y compris sur les structures à grande échelle des galaxies. Les missions à venir, comme le Large Synoptic Survey Telescope et le télescope Euclid, pourraient être en mesure de tester directement les signes de l'énergie sombre précoce en aussi peu que cinq ans, a déclaré Poulin.
"Je pense qu'il est très important de penser à de nouvelles façons de résoudre la tension, comme le font ces auteurs", a déclaré à Live Science Wendy Freedman, astronome de l'Université de Chicago qui n'était pas impliquée dans le nouveau travail. "En fin de compte, cela sera résolu empiriquement avec des données plus précises. Et les expériences et les programmes en cours de développement au cours des prochaines années devraient être en mesure de tester ces modèles et de régler cette question de manière décisive."
