L'énergie sombre est une forme théorique d'énergie considérée comme responsable de l'accélération observée de l'expansion de l'univers. Elle représente environ 68 % de l’énergie totale de l’univers et constitue actuellement la forme d’énergie dominante. La nature de l’énergie noire est encore mal comprise, mais plusieurs hypothèses tentent de l’expliquer :

1. Constante cosmologique : L’explication la plus simple est la constante cosmologique, une densité d’énergie constante présente dans tout l’univers. Cette explication s'aligne sur la théorie de la relativité générale d'Einstein mais n'offre pas d'informations sur l'origine physique de l'énergie noire.

2. Champ Scalaire (Quintessence) : Cette hypothèse suggère que l’énergie noire est un champ dynamique qui évolue avec le temps. Le champ, connu sous le nom de quintessence, se comporte comme une « cinquième force » et a une densité d’énergie variable dans le temps, provoquant une accélération de l’expansion de l’univers.

3. Gravité modifiée : Certaines théories proposent des modifications à la théorie de la gravité pour tenir compte de l'accélération observée de l'univers. Par exemple, MOND (Modified Newtonian Dynamics) modifie la gravité newtonienne à grande échelle, tandis que la gravité f(R) modifie les équations du champ d'Einstein pour incorporer les effets de l'énergie noire.

Gravité sombre :

La gravité sombre fait référence à des modifications ou extensions hypothétiques de la théorie actuelle de la gravité (relativité générale) pour rendre compte de divers phénomènes observés dans l'univers. Cela suggère que la force gravitationnelle peut être plus forte que ce que prédit la relativité générale à certaines échelles ou dans des conditions spécifiques. Plusieurs théories proposent la gravité sombre comme explication alternative de l’accélération observée de l’univers, remettant en question le concept conventionnel d’énergie noire :

1. Gravité massive : Cette théorie introduit un graviton massif, la particule qui médie les interactions gravitationnelles, donnant naissance à des forces gravitationnelles à longue portée. La gravité massive suggère que les effets de la gravité deviennent plus prononcés à de plus grandes distances, ce qui pourrait expliquer l'accélération de l'expansion de l'univers sans faire appel à l'énergie noire.

2. F(R) Gravité : Comme mentionné précédemment, la gravité f(R) est une théorie modifiée de la gravité dans laquelle l'action gravitationnelle dépend d'une fonction f(R) du scalaire de Ricci R, qui représente la courbure de l'espace-temps. Cette modification peut conduire à des écarts par rapport à la relativité générale, notamment à l’émergence d’effets de type énergie noire.

3. Gravité bimétrique : La gravité bimétrique introduit deux tenseurs métriques pour décrire l'espace-temps, un pour les champs de matière et un pour les interactions gravitationnelles. Cette théorie prédit un univers auto-accéléré sans avoir besoin d’énergie noire.

Il est important de noter que même si l’énergie noire et la gravité noire offrent des explications sur l’accélération observée de l’expansion de l’univers, elles restent des concepts théoriques et leur véritable nature fait toujours l’objet de recherches et d’investigations en cours dans le domaine de la cosmologie.