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Interview : qu'est-ce que l'énergie noire ?

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L'univers est en expansion. Si l'on tient compte de la gravité, cette expansion devrait ralentir et pourtant elle semble accélérer au cours du temps. Ce phénomène pourrait être dû à une force étrange : l'énergie noire. Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, explique pour Futura-Sciences ce que recouvre cette étrange notion.

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Selon la relativité générale, l'énergie est de la masse, donc elle gravite. La gravitation est attractive, elle devrait donc freiner l'expansion de l’univers. Néanmoins, l'observation indique que l'expansion s'accélère au cours du temps, ce qui semble contradictoire. Afin d'expliquer ce phénomène, on peut imaginer des scénarios issus de la mécanique quantique prédisant théoriquement l'existence de champs d'énergies à pression négative. Si l'on remplit l'espace de cette forme d'énergie, il se dilatera au lieu de se contracter.

Une autre solution plus simple existe : la constante cosmologique. C'est un terme qui apparaît dans les équations de la relativité générale proposé en 1917 par Einstein, repris par la suite par Georges Lemaître, le véritable père du Big Bang. Lemaître est le premier à avoir avancé que la constante cosmologique pouvait s'interpréter comme une densité d'énergie issue du vide quantique et qu'elle aurait donc des effets répulsifs. Tout ceci a finalement été montré expérimentalement il y a une quinzaine d'années.

D’autres théories sont-elles envisagées ?

Dans certains modèles, on peut se passer de l'énergie noire. L'une des grandes hypothèses utilisées constamment en cosmologie est que la distribution de matière et d'énergie à grande échelle est très homogène et très isotrope. Néanmoins, lorsque l'on réduit l'échelle on s'aperçoit que l'univers est évidemment structuré. Il est très complexe de calculer des solutions cosmologiques exactes en supposant des inhomogénéités. Peut-être que l'hypothèse trop simpliste d'un univers homogène pourrait donner l'illusion d'une accélération de l'expansion qui, en fait, n'existerait pas. La question reste donc totalement ouverte...

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