Regarder dans les ténèbres
L'expansion de notre univers s'accélère. Ce phénomène étrange est appelé énergie noire, et a été repéré pour la première fois lors d'études sur des explosions de supernova lointaines il y a une vingtaine d'années. Depuis lors, plusieurs éléments de preuve indépendants sont tous arrivés à la même conclusion morose: l'univers devient de plus en plus gros et de plus en plus vite.
Pourtant, quelle est la cause? Quoi est énergie noire? Diverses idées abondent pour les causes potentielles. C'est peut-être une illusion, et notre compréhension de la gravité est tout simplement fausse à ces vastes échelles. Peut-être qu'un champ quelque peu mystérieux imprègne tout l'espace-temps, ce qui entraîne l'amplification des distances entre les galaxies à travers l'univers.
L'explication la plus simple est de loin que l'énergie sombre est simplement Là. Une simple constante de la nature qui apparaît dans les équations de la relativité générale, qui est le cadre fondamental de la façon dont nous comprenons les questions cosmologiques. Il n'a aucune explication et aucune cause. Comme toute autre constante de la nature, ce n’est qu’une partie de la réalité fondamentale.
Bien que cette explication ne soit pas entièrement satisfaisante, elle explique toutes les données disponibles à ce jour.
Exploiter l'énergie du Quasar
Et les données sont simplement les suivantes: il semble que la force de l'énergie sombre soit restée absolument constante tout au long du temps cosmique. C’est là, présent, immuable dans le temps et l’espace.
Peut être.
L'un des plus grands défis de l'étude de la nature de l'énergie sombre est que nous n'avons pas une image complète de l'histoire de l'expansion de l'univers. Au lieu de cela, nous avons ce qui équivaut à des «serre-livres» cosmologiques - nous pouvons étudier l'expansion à des moments relativement récents en utilisant une supernova de type 1a, et nous connaissons très précisément l'état de l'univers alors qu'il n'avait que 380 000 ans via le fond cosmique des micro-ondes.
Nous n'avons pas une image très claire de ce que l'univers faisait entre les deux, mais récemment deux chercheurs tentent de changer cela en examinant la lumière des quasars éloignés. Ces quasars sont des objets monstrueusement brillants, propulsés par la compression gravitationnelle de la matière tandis que sa compression se glisse dans des trous noirs géants. Les quasars sont de loin les moteurs les plus puissants de l'univers, ce qui en fait d'excellents candidats pour explorer profondément l'histoire cosmique entre les serre-livres.
Le défi central, cependant, est que vous ne savez jamais à quelle distance un quasar est éloigné. Si l'un est plus brillant qu'un autre, le premier est-il plus proche… ou tout simplement plus lumineux? Sans moyen de les démêler, vous ne pouvez pas obtenir une distance ferme, ce qui signifie que vous ne pouvez pas mesurer l'expansion de l'univers depuis le moment où le quasar a émis sa lumière.
Cependant, les chercheurs ont appliqué une nouvelle astuce en comparant deux types différents de lumière émise par les quasars. Le premier type est un ultraviolet émis par le matériau entrant lui-même. La seconde est que les rayons X plus durs créés à partir du rayonnement ultraviolet sont stimulés à des énergies plus élevées par un gaz encore plus environnant. En comparant ces deux sources d'émission, les chercheurs peuvent révéler la véritable luminosité de chaque quasar et ainsi connaître leurs distances.
Big Rip, Big Deal
Et les chercheurs ont découvert que, selon leurs résultats préliminaires, l'énergie sombre était plus faible dans le passé. Cela signifie que ce n'est pas constant - il évolue et change, et se renforce avec le temps. Si ce résultat se maintient (et c'est un gros si) alors notre explication la plus simple de l'énergie sombre devra être jetée par la fenêtre en faveur de quelque chose de plus compliqué. Ce qui est en fait une bonne chose - une énergie sombre changeante pourrait nous donner les indices dont nous avons besoin pour explorer de nouveaux domaines de la physique.
Mais ce résultat donne également une image plus sombre de l'avenir de l'univers. Si l'énergie sombre reste constante, les étoiles continueront de briller pendant des dizaines de milliers d'années alors que les galaxies s'éloignent doucement les unes des autres. Mais si l'énergie sombre se renforce avec le temps, alors sa force répulsive devient écrasante, non seulement pour séparer les galaxies mais aussi pour déchirer les galaxies elles-mêmes.
Et les systèmes solaires.
Et les planètes.
Et des molécules.
Combien de temps faudra-t-il pour que ce scénario de «grosse déchirure» se joue? Cela dépend de la rapidité avec laquelle l'énergie sombre augmente, mais cela pourrait se produire en aussi peu que quelques milliards d'années. Ce qui, cosmologiquement parlant, n'est pas si long.
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