La simulation numérique suggère que 68 % de l’univers n’existe peut-être pas

De nouvelles simulations informatiques ont remis en question l’existence de l’énergie noire, une force théorique si lointaine qu’on dit être le moteur de l’expansion de l’univers.

Selon le modèle Lambda Cold Dark Matter (Lambda-CDM), qui est le standard actuel accepté pour la façon dont l’univers a commencé et évolué, la matière ordinaire que nous rencontrons chaque jour ne représente qu’environ 5% de la densité de l’univers, la matière noire comprenant 27%, et les 68% restants étant constitués d’énergie noire, une force théorique si lointaine qui conduit l’expansion de l’univers. Mais une nouvelle étude a mis en doute l’existence de l’énergie noire, citant des simulations informatiques qui ont montré qu’en tenant compte de la structure changeante du cosmos, l’écart dans la théorie, que l’énergie noire a été proposée pour combler, a disparu.

Publiée en 1915, la théorie générale de la relativité d’Einstein constitue la base de l’histoire de l’origine acceptée de l’univers, qui dit que le Big Bang a lancé l’expansion de l’univers il y a environ 13,8 milliards d’années. Le problème, c’est que les équations à l’oeuvre sont incroyablement compliquées, donc les physiciens ont tendance à simplifier certaines parties de ces équations, ce qui les rend un peu plus pratiques à utiliser. Lorsque les modèles sont ensuite construits à partir de ces versions simplifiées, de petits trous peuvent se transformer en boule de neige et donner lieu à d’énormes écarts.

« Les équations d’Einstein de la relativité générale qui décrivent l’expansion de l’univers sont si complexes mathématiquement, que depuis cent ans, aucune solution ne tenant pas compte de l’effet des structures cosmiques n’a été trouvée », dit le Dr László Dobos, co-auteur du nouvel article. « Nous savons par des observations très précises de supernovae que l’univers accélère, mais en même temps nous nous basons sur des approximations grossières des équations d’Einstein qui peuvent introduire des effets secondaires graves, tels que le besoin d’énergie sombre, dans les modèles conçus pour correspondre aux données d’observation.

L’énergie noire n’ a jamais été directement observée et ne peut être étudiée que par ses effets sur d’autres objets. Ses propriétés et son existence sont encore purement théoriques, ce qui en fait un « bouchon de remplacement » pour les trous des modèles actuels.

La force mystérieuse a d’abord été présentée comme un moteur de l’expansion accélérée de l’univers dans les années 1990, sur la base de l’observation des supernovae de type Ia. Parfois appelées « bougies standard », ces taches lumineuses brillent à une luminosité maximale constante, et en mesurant la luminosité de cette lumière au moment où elle atteint la Terre, les astronomes sont capables de déterminer à quelle distance se trouve l’objet.

Ces recherches ont contribué à faire accepter l’idée que l’énergie noire accélère l’expansion de l’univers et ont valu aux scientifiques le prix Nobel de physique en 2011. Mais d’autres études ont mis en doute la validité de cette conclusion, et certains chercheurs tentent de développer une image plus précise du cosmos avec un logiciel qui peut mieux traiter toutes les écueils de la théorie générale de la relativité.

Comparaison de trois modèles d’expansion universelle: en haut à gauche, en rouge, le modèle Lambda-CDM, y compris l’énergie sombre; au milieu, en bleu, le nouveau modèle Avera, qui tient compte de la structure et ne nécessite pas d’énergie sombre; et à droite, en vert, le modèle original Einstein-de Sitter, qui n’inclut pas non plus l’énergie sombre.

Selon la nouvelle étude de l’Université Eötvös Loránd en Hongrie et de l’Université d’Hawaii, l’écart que l’énergie sombre a été « inventé » pour remplir les « inconnues » : des parties de la théorie qui ont été utilisées par souci de simplicité. Les chercheurs ont mis en place une simulation numérique de la formation de l’univers, basée sur sa structure à grande échelle. Cette structure prend apparemment la forme d’une « mousse », où des galaxies se trouvent sur les parois minces de chaque bulle, mais de grandes poches au milieu sont le plus souvent dépourvues de matière normale et sombre.

L’équipe a simulé comment la gravité affecterait la matière dans cette structure et a constaté que, plutôt que l’univers se développant de façon uniforme et uniforme, différentes parties de la matière se développaient à des rythmes différents. Fait important, cependant, le taux d’expansion moyen global est toujours conforme aux observations et indique une accélération de l’expansion. Le résultat final est ce que l’équipe appelle le modèle Avera.

« La théorie de la relativité générale est fondamentale pour comprendre l’évolution de l’univers », dit Dobos. « Nous ne remettons pas en question sa validité, mais la validité des solutions approximatives. Nos résultats reposent sur une conjecture mathématique qui permet l’expansion différentielle de l’espace, cohérente avec la relativité générale, et ils montrent comment la formation de structures complexes de la matière affecte l’expansion. Ces questions étaient auparavant balayées sous le tapis, mais en les prenant en compte peut expliquer l’accélération sans besoin d’énergie sombre. »

Si la recherche résiste à l’examen minutieux, elle pourrait changer la direction de l’étude de la physique loin de chasser le fantôme de l’énergie noire.

La recherche a été publiée dans les Notices Mensuelles de la Royal Astronomical Society, et une animation ci-dessous compare les différents modèles.

Source: Royal Astronomical Society

3 commentaires sur “La simulation numérique suggère que 68 % de l’univers n’existe peut-être pas”

  1. Une explication alternative à la matière et à l’énergie sombre
    a) La masse se déplace comme un nœud coulant dans la grille d’éther globale –tridimensionnel des filaments élastiques.
    b) L’énergie électromagnétique est la torsion dans la grille. Onde transversal.
    c) Lorsque l’énergie de torsion est suffisante la masse est créée à l’intérieur d’un réticule et l’éther global est comprimé. Les réticules évitent les nœuds à se défaire.
    d) Quand les étoiles perdent de la masse, elles étendent l’éther global.
    e) L’expansion ne bouge pas beaucoup les autres étoiles car leur interaction avec l’éther global a la relation quadratique v ^ 2 / c ^ 2 –semblable à l’énergie cinétique mais l’effet inverse–, il semble donc que l’expansion soit générée partout.
    f) La Physique Globale n’a pas été conçue pour expliquer l’expansion de l’univers mais c’est le cas, et la matière noire n’est plus nécessaire.
    https://molwick.com/fr/astrophysique/245-matiere-noire.html#rotacion

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