Il y a cinq ans, le prix Nobel de physique a été décerné à trois astronomes pour leur découverte, à la fin des années 90, que l'univers s'étend à un rythme accéléré.

Leurs conclusions étaient basées sur l'analyse des supernovae de type Ia - la spectaculaire explosion thermonucléaire d'étoiles mourantes - captées par le télescope spatial Hubble et de grands télescopes au sol. Cela a conduit à l'acceptation généralisée de l'idée que l'univers est dominé par une substance mystérieuse appelée «énergie noire» qui entraîne cette expansion accélérée.

Maintenant, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Subir Sarkar du département de physique de l'Université d'Oxford a mis en doute ce concept cosmologique standard. En utilisant un ensemble de données considérablement augmenté - un catalogue de 740 supernovae de type Ia, plus de dix fois la taille de l'échantillon d'origine - les chercheurs ont découvert que les preuves de l'accélération peuvent être plus fragiles qu'on ne le pensait auparavant, les données étant cohérentes avec un taux d'expansion constant.

L'étude est publiée dans le La nature journal Rapports scientifiques .

Professeur Sarkar, qui occupe également un poste à l'Institut Niels Bohr à Copenhague, a déclaré :« La découverte de l'accélération de l'expansion de l'univers a remporté le prix Nobel, le prix de cosmologie Gruber, et le Breakthrough Prize in Fundamental Physics. Cela a conduit à l'acceptation généralisée de l'idée que l'univers est dominé par "l'énergie noire" qui se comporte comme une constante cosmologique - c'est maintenant le "modèle standard" de la cosmologie.

'Toutefois, il existe maintenant une base de données de supernovae beaucoup plus importante sur laquelle effectuer des analyses statistiques rigoureuses et détaillées. Nous avons analysé le dernier catalogue de 740 supernovae de type Ia - plus de dix fois plus gros que les échantillons originaux sur lesquels se basait la déclaration de découverte - et avons constaté que la preuve d'une expansion accélérée est, au plus, ce que les physiciens appellent "3 sigma". C'est loin de la norme "5 sigma" requise pour revendiquer une découverte d'une importance fondamentale.

«Un exemple analogue dans ce contexte serait la récente suggestion d'une nouvelle particule pesant 750 GeV sur la base des données du Grand collisionneur de hadrons du CERN. Il avait initialement une importance encore plus élevée - 3,9 et 3,4 sigma en décembre de l'année dernière - et a stimulé plus de 500 articles théoriques. Cependant, il a été annoncé en août que de nouvelles données montrent que la signification est tombée à moins de 1 sigma. C'était juste une fluctuation statistique, et il n'y a pas de telle particule.'

Il existe d'autres données disponibles qui semblent soutenir l'idée d'un univers en accélération, telles que les informations sur le fond diffus cosmologique - la faible rémanence du Big Bang - du satellite Planck. Cependant, Le professeur Sarkar a déclaré:"Tous ces tests sont indirects, réalisée dans le cadre d'un modèle assumé, et le fond diffus cosmologique n'est pas directement affecté par l'énergie noire. Réellement, il y a effectivement un effet subtil, l'effet Sachs-Wolfe tardif, mais cela n'a pas été détecté de manière convaincante.

"Il est donc tout à fait possible que nous soyons induits en erreur et que la manifestation apparente de l'énergie noire soit une conséquence de l'analyse des données dans un modèle théorique trop simplifié - un modèle qui a en fait été construit dans les années 1930, bien avant qu'il n'y ait des données réelles. Un cadre théorique plus sophistiqué prenant en compte l'observation que l'univers n'est pas exactement homogène et que son contenu en matière peut ne pas se comporter comme un gaz parfait - deux hypothèses clés de la cosmologie standard - pourrait bien être en mesure de rendre compte de toutes les observations sans nécessiter d'énergie noire. En effet, l'énergie du vide est quelque chose dont nous n'avons absolument aucune compréhension en théorie fondamentale.

Le professeur Sarkar a ajouté :" Naturellement, beaucoup de travail sera nécessaire pour en convaincre la communauté des physiciens, mais notre travail sert à démontrer qu'un pilier clé du modèle cosmologique standard est plutôt fragile. Espérons que cela motivera de meilleures analyses des données cosmologiques, ainsi que d'inspirer les théoriciens à étudier des modèles cosmologiques plus nuancés. Des progrès significatifs seront réalisés lorsque l'European Extremely Large Telescope fera des observations avec un "peigne laser" ultrasensible pour mesurer directement sur une période de 10 à 15 ans si le taux d'expansion s'accélère effectivement.'