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L'accélération de l'expansion de l'Univers est peut-être une illusion

L'un des plus grands mystères de l'Univers est peut-être le fruit d'une illusion.

par Michael Byrne
18 Septembre 2017, 10:08am

Andrew Pontzen et Fabio Governato/Wikimedia Commons

L'Univers déchire son propre tissu en ce moment même. D'accord, c'est une déchirure très lente. Mais à cause d'une propriété étrange que l'on désigne souvent sous le nom d'énergie noire, l'Univers n'est pas seulement en expansion : il s'étend de plus en plus vite. Cette accélération ne deviendra que plus importante avec le temps. À terme, cette course éperdue diluera tout ce qui existe dans un néant glacé. L'espace aura été déchiré et disséminé dans l'infini.

Cette manière de concevoir l'Univers est plutôt jeune. Bien qu'Einstein l'ait vaguement prédite, il a fallu attendre les années 90 pour que des observations de supernovae lointaines indiquent à des astronomes que l'Univers se fuit lui-même. Il semble qu'il existe un genre de pilote fondamental, ce que nous appelons énergie noire, qui fait que les espaces vides tendent à devenir plus grands et encore plus vides. L'indice qui a trahi ce phénomène au yeux des chercheurs est le décalage vers le rouge de la lumière de ces supernovae, un phénomène au cours du quel les ondes lumineuses sont étirées à mesure que leur source s'éloigne de l'observateur.

Dans un article publié cette semaine dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les astronomes Lawrence H. Dam, Asta Heinesen et David L. Wiltshire montrent que nous sommes peut-être complètement trompés à propos de tout ça. À les croire, l'accélération de l'expansion pourrait n'être qu'un genre d'illusion basé sur une perception incorrecte de la nature de la distribution de la masse dans l'Univers. Le truc, c'est que cette "perception incorrecte" est une hypothèse cosmologique plutôt bien établie selon laquelle l'Univers va rester, en général, lisse et uniforme en tous endroits et selon toutes perspectives.

Et si c'était réellement une erreur ?

En termes plus techniques, il est question ici des propriétés cosmologiques de l'isotropie et de l'homogénéité. Ensemble, elles forment le principe cosmologique, une hypothèse selon laquelle l'Univers est spatialement homogène. Le principe cosmologique est soutenu par l'apparente uniformité du rayonnement diffus cosmologique. Dans leur papier, Dam, Heinsen et Wiltshire suggèrent que le principe cosmologique est peut-être une erreur et que, si tel est le cas, les observations de supernovae distantes prennent une nouvelle signification car nous ne pouvons plus partir du principe que l'Univers apparaît de la même façon à tous ses observateurs quel que soit leur position.

"Bien que la remarquable isotropie du rayonnement diffus cosmologique indique une état initial d'une grande homogénéité, l'Univers postérieur abrite un réseau de structures cosmique complexe, note l'article. En terme de volume, cet Univers est dominé par des poches de vide filetées et bordées d'amas de galaxies distribuées en nappes, noeuds et filaments." En d'autre termes, l'espace ne semble finalement pas si homogène et uniforme que ça.

L'hypothèse de Dam, Heinesen et Wiltshire a un nom : le "timescape scenario". Du fait des variations dans la distribution de la matière dans l'Univers, on peut imaginer que différents observateurs et différents points possèdent leur propres horloges totalement indépendantes les unes des autres (d'après Einstein, la gravité agit sur la lumière comme sur le temps). De ces différentes notions du temps découlent différentes notions de l'expansion de l'Univers.

L'article dont il est question ici n'est pas construit autour de l'opposition traditionnelle pro/anti. Ses auteurs semblent prêts à reconnaître qu'ils font peut-être fausse route. Pour le savoir, il faudra juste récolter plus de données. En attendant, le "timescape scenario" pourra servir d'outil diagnostique ou de perspective alternative. Grâce à lui, les astronomes pourront mettre à l'épreuve ce que nous pensons comprendre de la vaste structure de l'Univers.