De nouvelles recherches de l’Université Yonsei de Séoul, en Corée, jettent le doute sur la théorie de longue date selon laquelle l’énergie noire chasse les galaxies lointaines de plus en plus rapidement ; au lieu de cela, il ne montre aucune preuve d’un Univers en accélération. Si les résultats sont confirmés, cela pourrait ouvrir un tout nouveau chapitre dans la quête des scientifiques pour découvrir la véritable nature de l’énergie noire, résoudre la « tension de Hubble » et comprendre le passé et l’avenir de l’Univers.
Au cours des trois dernières décennies, les astronomes ont largement cru que l’Univers s’étendait à un rythme toujours plus rapide, entraîné par un phénomène invisible appelé énergie noire qui agit comme une sorte d’anti-gravité.
Cette conclusion, basée sur des mesures de distance vers des galaxies lointaines à l’aide de supernovae de type Ia, a valu le prix Nobel de physique 2011.
Cependant, le professeur Young-Wook Lee de l’Université Yonsei et ses collègues ont présenté de nouvelles preuves selon lesquelles les supernovae de type Ia, longtemps considérées comme les « bougies standards » de l’Univers, sont en fait fortement affectées par l’âge de leurs étoiles progénitrices.
« Notre étude montre que l’Univers est déjà entré dans une phase d’expansion ralentie à l’époque actuelle et que l’énergie noire évolue avec le temps beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré le professeur Lee.
« Si ces résultats se confirment, cela marquerait un changement de paradigme majeur en cosmologie depuis la découverte de l’énergie noire il y a 27 ans. »
Même après normalisation de la luminosité, les supernovae des populations stellaires plus jeunes apparaissent systématiquement plus faibles, tandis que celles des populations plus âgées semblent plus brillantes.
Sur la base d’un échantillon beaucoup plus grand de galaxies hôtes de 300 galaxies, les astronomes ont confirmé cet effet avec une signification extrêmement élevée (confiance de 99,999 %), ce qui suggère que l’atténuation des supernovae lointaines résulte non seulement d’effets cosmologiques mais également d’effets astrophysiques stellaires.
Lorsque ce biais systématique a été corrigé, les données sur la supernova ne correspondaient plus au modèle cosmologique standard ΛCDM avec une constante cosmologique.
Au lieu de cela, il s’alignait bien mieux avec un nouveau modèle favorisé par le projet Dark Energy Spectroscopique Instrument (DESI), dérivé des données d’oscillations acoustiques baryoniennes (BAO) et de fond cosmique micro-ondes (CMB).
Les données corrigées de la supernova et les résultats BAO+CMB uniquement indiquent que l’énergie noire s’affaiblit et évolue de manière significative avec le temps.
Plus important encore, lorsque les données corrigées de la supernova ont été combinées avec les résultats de BAO et CMB, le modèle standard ΛCDM a été exclu avec une importance écrasante.
Le plus surprenant, c’est que cette analyse combinée indique que l’Univers n’accélère pas aujourd’hui comme on le pensait auparavant, mais qu’il est déjà passé à un état d’expansion ralentie.
« Dans le projet DESI, les résultats clés ont été obtenus en combinant des données non corrigées de supernova avec des mesures d’oscillations acoustiques baryoniques, ce qui a conduit à la conclusion que même si l’Univers va décélérer à l’avenir, il accélère toujours à l’heure actuelle », a déclaré le professeur Lee.
« En revanche, notre analyse – qui applique la correction du biais lié à l’âge – montre que l’Univers est déjà entré aujourd’hui dans une phase de décélération. »
« Remarquablement, cela concorde avec ce qui est prédit indépendamment à partir des analyses BAO uniquement ou BAO+CMB, bien que ce fait ait reçu peu d’attention jusqu’à présent. »
Pour confirmer davantage leurs résultats, les chercheurs effectuent actuellement un test sans évolution, qui utilise uniquement des supernovae provenant de jeunes galaxies hôtes contemporaines sur toute la plage du redshift.
Les premiers résultats confortent déjà leur principale conclusion.
« Au cours des cinq prochaines années, avec la découverte de plus de 20 000 nouvelles galaxies hôtes de supernova par l’observatoire Vera C. Rubin, des mesures précises de l’âge permettront de tester de manière beaucoup plus robuste et définitive la cosmologie des supernova », a déclaré le professeur Chul Chung de l’université Yonsei.
