La preuve la plus directe et la plus forte de l'accélération de l'univers avec l'énergie noire est fournie par les mesures de distance utilisant des supernovae de type Ia (SN Ia) pour les galaxies à décalage vers le rouge élevé. Ce résultat est basé sur l'hypothèse que la luminosité corrigée de SN Ia par la normalisation empirique n'évoluerait pas avec le redshift.

De nouvelles observations et analyses faites par une équipe d'astronomes de l'Université Yonsei (Séoul, Corée du Sud), avec leurs collaborateurs de l'Université de Lyon et de la KASI, spectacle, cependant, que cette hypothèse clé est très probablement erronée. L'équipe a effectué des observations spectroscopiques de très haute qualité (rapport signal/bruit ~ 175) pour couvrir la plupart des galaxies hôtes de type précoce à proximité de SN Ia, à partir de laquelle ils ont obtenu les mesures les plus directes et les plus fiables de l'âge des populations de ces galaxies hôtes. Ils trouvent une corrélation significative entre la luminosité SN et l'âge de la population stellaire à un niveau de confiance de 99,5 %. En tant que tel, il s'agit du test le plus direct et le plus rigoureux jamais réalisé pour l'évolution de la luminosité de SN Ia. Étant donné que les progéniteurs SN dans les galaxies hôtes rajeunissent avec le décalage vers le rouge (temps d'analyse), ce résultat indique inévitablement un sérieux biais systématique avec redshift dans la cosmologie SN. Pris au pied de la lettre, l'évolution de la luminosité de SN est suffisamment importante pour remettre en cause l'existence même de l'énergie noire. Lorsque l'évolution de la luminosité de SN est bien prise en compte, l'équipe a découvert que les preuves de l'existence de l'énergie noire disparaissent tout simplement (voir Figure 1).

Commentant le résultat, Le professeur Young-Wook Lee (Yonsei Univ., Séoul), qui a dirigé le projet a dit, « Citant Carl Sagan, les réclamations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires, mais je ne suis pas sûr que nous ayons des preuves aussi extraordinaires de l'énergie noire. Notre résultat illustre que l'énergie noire de la cosmologie SN, qui a conduit au prix Nobel de physique 2011, pourrait être un artefact d'une hypothèse fragile et fausse."

Autres sondes cosmologiques, tels que le fond diffus cosmologique (CMB) et les oscillations acoustiques baryoniques (BAO), sont également connus pour fournir des preuves indirectes et « circonstancielles » de l'énergie noire, mais il a été récemment suggéré que le CMB de la mission Planck ne supporte plus le modèle cosmologique de concordance qui peut nécessiter une nouvelle physique (Di Valentino, Melchiorri, &Soie 2019). Certains chercheurs ont également montré que BAO et d'autres sondes cosmologiques à faible décalage vers le rouge peuvent être compatibles avec un univers non accéléré sans énergie noire (voir, par exemple, Tutusaus et al. 2017). A cet égard, le présent résultat montrant l'évolution de la luminosité imitant l'énergie noire dans la cosmologie SN est crucial et très opportun.

Ce résultat rappelle le célèbre débat Tinsley-Sandage dans les années 1970 sur l'évolution de la luminosité en cosmologie observationnelle, ce qui a conduit à la fin du projet Sandage conçu à l'origine pour déterminer le destin de l'univers.

Ce travail basé sur les efforts de 9 ans de l'équipe au télescope de 2,5 m de l'observatoire de Las Campanas et au télescope MMT de 6,5 m a été présenté lors de la 235e réunion de l'American Astronomical Society qui s'est tenue à Honolulu le 5 janvier (14h50 en session de cosmologie , présentation n° 153.05). Leur article est également accepté pour publication dans le Journal d'astrophysique et sera publié dans le numéro de janvier 2020.