Nobel de physique 2011 : expansion accélérée de l'univers

Nobel de physique 2011 : expansion accélérée de l'univers

Le prix Nobel de physique 2011 va aux découvreurs de l’expansion accélérée de l’univers, révélée par l’étude des supernovae SN Ia. Véritable bombe dans le domaine de la cosmologie lors de sa découverte en 1998, l’expansion accélérée de l’univers fait probablement appel à une physique nouvelle, clé aussi bien de la naissance de l’univers observable que de son destin.

Certains pronostiquaient l’attribution du prix Nobel de physique 2011 à Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger pour leurs travaux sur l’intrication quantique. Mais ce sont finalement Saul Perlmutter, Brian Schmidt et Adam Riess que l’académie suédoise a choisi de récompenser. Il faut dire que leurs noms étaient aussi avancés régulièrement depuis des années. De multiples observations ont en effet confirmé que l’expansion accélérée de l’univers, dont la découverte a été annoncée en 1998 par ces trois chercheurs et leurs équipes, était bel et bien une réalité. On peut par exemple citer celles faites avec le rayonnement fossile.

Par contre, si nous savons effectivement que l’expansion s’accélère, on ne sait toujours pas quelle est sa cause physique. Ce n’est pas que l’on manque d’idées pour l’expliquer, c’est tout au contraire que plusieurs théories ont été proposées. Presque toutes font intervenir une mystérieuse énergie noire, encore appelée parfois énergie sombre.



L'énergie noire, que l'on appelle aussi énergie sombre, vient brouiller les cartes des scientifiques en ce qui concerne le destin futur du cosmos. Se dirige-t-on vers un Big Chill ou vers un Big Crunch ? L'avenir de l'univers n'a jamais été aussi incertain. © Groupe ECP

Parmi les théoriciens, les avis divergent quant à la nature de cette énergie noire. Jean-Pierre Luminet pense par exemple qu’il s’agit d’une véritable constante cosmologique associée à l’énergie du vide quantique. Pour Philippe Brax, il se pourrait bien que l’énergie noire soit une manifestation de ce qui a été baptisé des particules caméléons.

Le destin de l'univers reste très incertain avec l'énergie noire

On a pensé un moment que, tout en ne remettant pas en cause l'accélération de l'expansion de l'univers, il n'était pas nécessaire d'introduire de l'énergie noire, c'est-à-dire une nouvelle physique. Cela semble désormais peu probable si l'on en croit des observations faites avec Hubble.

L’énergie noire est peut-être aussi la trace résiduelle d’une période inflationnaire dans l’histoire très primitive de l’univers. Si c’est le cas, elle est donc profondément liée à la naissance même de l’univers observable, de la matière qu’il contient et même de la formation des galaxies et des amas de galaxie. Ce qui est presque sûr c’est qu’elle doit en contrôler le destin. Mais tant que nous ne connaîtrons pas sa nature, nous serons incapables de dire si le cosmos observable finira par un Big Crunch, un Big Rip ou selon un autre scénario, comme celui de la cosmologie conforme cyclique de Roger Penrose.

Selon la nature variable ou non de l'énergie noir



e, l'univers finira par un Big Crunch ou continuera éternellement son expansion. Sur ce schéma, on voit la décélération puis l'accélération de l'expansion de l'univers observable en fonction du temps en abscisse. Trois scénarios possibles pour la fin de l'univers apparaissent alors. © Nasa/CXC/M. Weiss.

Par Laurent Sacco, Futura-Sciences