L’univers finira-t-il par un bang ou un gémissement ? Un couple de physiciens théoriciens a proposé une troisième voie : peut-être que l’univers ne finira jamais.
Dans une étude visant à déterminer la nature de énergie noire – Un mystérieux phénomène censé provoquer une expansion de plus en plus rapide de l’univers à chaque instant – Les physiciens ont découvert que l’expansion cosmique n’est pas toujours une évidence. Au lieu de cela, écrivent-ils, l’énergie noire peut « s’allumer » et s’arrêter périodiquement, faisant parfois croître l’univers, parfois le rétrécissant jusqu’à ce que les conditions soient réunies pour une nouvelle émergence. le Big Bang Pour que cela se produise – pour qu’un nouveau monde naisse.
le grand fuir
Notre monde traverse actuellement une phase d’expansion galopante : l’univers va de plus en plus vite à chaque instant qui passe. Les cosmologistes ne comprennent pas ce qui cause cette accélération, qu’ils appellent l’énergie noire. Si cette accélération continue, notre univers finira par s’étendre dans l’oubli, avec toute la matière et le rayonnement déchiquetés.
Ce ne sera pas la première période de croissance galopante. Dans les premiers instants du Big Bang, les énergies et les densités étaient si intenses que la physique actuelle ne peut pas faire face – elle prédit une singularité, le point de densité infinie où les mathématiques s’effondrent. Après cela, l’univers a traversé une période d’expansion incroyablement rapide connue sous le nom d’inflation, qui est également mal comprise.
Les astronomes se sont longtemps demandé si ces deux phases d’accélération de l’expansion – l’une dans les premiers instants du Big Bang et l’autre à l’ère actuelle – étaient liées, et si l’entité qui conduisait les deux évitait le problème de la singularité du Big Bang.
Démons dynamiques
Pour répondre à cela, une paire de physiciens théoriciens a publié une étude le 7 février dans Database Preprint arXiv (Ouvre dans un nouvel onglet) qui a examiné un modèle de l’univers dans lequel l’énergie noire a toujours joué un rôle. Des recherches antérieures ont modélisé la « commutation » de l’énergie noire à différents moments pour conduire l’expansion cosmique, mais la nouvelle recherche propose un modèle plus réaliste qui inclut la matière et le rayonnement.
Ils voulaient voir si l’énergie noire pouvait échapper à la singularité du Big Bang, stimuler l’inflation et accélérer l’univers tardif. Pour éviter cette singularité initiale, l’univers ne peut pas partir d’un point de densité infinie. Au lieu de cela, l’univers dans lequel nous vivons devrait faire partie d’une série infinie de « grands rebonds » récurrents.
Dans ce scénario, l’énergie noire entraîne l’univers jusqu’à ce qu’il atteigne une certaine taille. Mais l’énergie noire se transforme alors, forçant l’univers à se contracter. L’univers subit alors une crise majeure, mais avant qu’il n’atteigne un état de densité infinie, l’énergie noire se retourne à nouveau, déclenchant une période d’inflation incroyablement rapide et le cycle recommence.
Mécanisme réglé avec précision
Les chercheurs ont trouvé un modèle d’énergie sombre qui conduit à un tiercé gagnant. Mais surtout, la matière et le rayonnement n’auraient pas pu exister dans l’univers primitif, sinon ils auraient gâché l’inflation. Au lieu de cela, la matière et le rayonnement ont dû apparaître juste après l’inflation, car une partie de l’énergie noire a disparu, inondant l’univers de lumière et de matière.
Bien que les chercheurs aient réussi au début, ils n’ont pas pu trouver une classe générale de modèles d’énergie sombre qui pourraient toujours conduire aux mêmes résultats. Au lieu de cela, ils ont dû fixer artificiellement une valeur plus petite pour l’expansion accélérée du courant que ne le prédit la mécanique quantique afin d’obtenir le résultat exact et correct.
Néanmoins, cette nouvelle recherche pointe dans une direction prometteuse et fournit une plate-forme viable pour une exploration plus approfondie de modèles comme ceux-ci. Les humains ne doivent pas nécessairement vivre dans un monde froid et vide, car l’énergie noire peut se comporter différemment dans un avenir lointain. Seule la poursuite des recherches révélera notre destin ultime.