Beaucoup de mystère entoure l'énergie noire et la constante cosmologique, les proxys utilisés pour expliquer l'expansion accélérée de l'Univers. De nouvelles recherches suggèrent qu'un premier modèle d'énergie noire présente une théorie concurrente qui offre tous les avantages des modèles actuels sans le bagage associé à la constante cosmologique.

L'Univers est non seulement en expansion, mais le fait à un rythme accéléré. Encore, malgré le fait que les astronomes, les cosmologues et les physiciens en sont conscients depuis deux décennies, la force motrice de cette expansion est encore inconnue. Un espace réservé ou mandataire pour cette force, l'énergie noire - un composant lisse semblable à un fluide qui remplit l'Univers d'une pression négative - a été insérée dans des modèles cosmologiques standard avec la constante cosmologique (représentée par le symbole lambda) utilisée pour définir cette accélération.

Mais reste, la vraie nature de cet élément important de l'Univers nous échappe. Nouvelle recherche publiée dans New Astronomy par Luz Ángela García, physicien et astronome à l'Universidad ECCI, Bogota, Colombie et ses co-auteurs, Leonardo Castañeda et Juan Manuel Tejeiro de l'Observatorio Astronómico Nacional, Université nationale de Colombie, Colombie, suggère une nouvelle approche pour résoudre cette énigme cosmique.

"Notre travail est une proposition de modèle d'énergie noire candidat, comme alternative à la constante cosmologique standard, " dit Garcia, l'auteur correspondant de l'étude. "Ce modèle théorique fournit une explication possible de l'expansion accélérée actuelle de l'Univers." Elle poursuit en expliquant que l'aspect nouveau de l'article est qu'il suggère que la constante cosmologique n'est peut-être pas nécessaire pour décrire l'énergie noire, évitant ainsi certaines difficultés qu'elle présente, à savoir la divergence massive entre la prédiction théorique de la constante et sa valeur expérimentale.

"La constante cosmologique a de sérieux problèmes théoriques. De nombreux modèles alternatifs ont été proposés, mais certains d'entre eux doivent être très complexes mathématiquement afin de fournir une interprétation physique des phénomènes, " dit García. "Nous présentons une forme complètement différente d'énergie noire qui, par construction, produit l'expansion accélérée dans cette étape de l'Univers, mais évolue également avec le redshift; donc, il peut être lié à d'autres observations astronomiques dans le passé." Ainsi, le "modèle d'énergie noire précoce" (EDE) - un groupe de modèles qui voient l'énergie noire agir dans l'univers primitif - proposé par García et ses co-auteurs émule le comportement décrit par la constante cosmologique et pourrait aider les chercheurs à comprendre si des modèles alternatifs à les théories actuelles de l'énergie noire sont possibles.

Encore, tout en suggérant un bouleversement radical du paradigme de l'énergie noire, Le travail de García s'appuie largement sur les découvertes et les méthodes qui l'ont précédé. "Nous avons utilisé les distances de luminosité des supernovae de type Ia - appelées bougies standard car leur régularité en termes de luminosité permet aux astronomes de les utiliser pour effectuer des mesures de distance - de la même manière que les lauréats du prix Nobel de 2011 les ont utilisées pour découvrir l'expansion accélérée de l'univers, " dit l'astronome. " De plus, nous imposons des contraintes du fond diffus cosmologique et des mesures du paramètre de Hubble à partir de l'oscillation acoustique baryonique (fluctuations de la densité de la matière baryonique courante, C'est, matière composée de protons et de neutrons).

Le moment est venu pour une évaluation critique de l'énergie noire et de la constante cosmologique. tandis que le mystère entourant l'expansion accélérée de l'Univers persiste, la cosmologie moderne s'est tellement améliorée que trouver sa solution semble plus plausible que jamais. "C'est une période très intéressante pour la cosmologie, avec de nombreuses enquêtes en cours et futures qui visent à découvrir l'énergie noire et sa nature. Des projets comme DES (Dark Energy Survey), DESI (Instrument Spectroscopique à Energie Noire), eBOSS (Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), et Euclide, parmi beaucoup d'autres, imposent des contraintes strictes aux candidats plausibles pour l'énergie noire, " dit García. " Dans un futur proche, nous aurons une carte 3D spectaculaire avec la répartition des galaxies dans l'Univers, et avec elle, nous dévoilerons les caractéristiques ultimes de l'énergie noire."

García ajoute qu'elle et ses co-auteurs trouvent que leur modèle théorique est une description convaincante de l'énergie noire et de ses effets, se compare bien à la constante cosmologique standard tout en n'encourant pas les problèmes fondamentaux encore ouverts avec cette dernière. "L'Univers est plein de mystères et de composants matière-énergie sombres et inexpliqués. Je me sens très honoré et excité de pouvoir penser à ces aspects fondamentaux de l'Univers pour gagner ma vie, " conclut García. " J'ai été inspiré pour poursuivre une carrière en astronomie depuis que je suis petit, et ce n'est pas facile pour une femme et surtout dans un pays en développement, mais je suis convaincu que la science sera payante et que l'Univers continuera de nous surprendre."