Le modèle cosmologique standard connu sous le nom de LambdaCDM ne peut expliquer que 5% de l’Univers observable. Les 95% restants sont, comme on le sait, constitués presque entièrement de deux composants invisibles appelés matière noire et énergie noire. Pourtant, la nature physique de ces deux composants reste un mystère. Une nouvelle étude menée par Jamie Farnes, chercheur à l’université d’Oxford, suggère que les deux phénomènes obscurs peuvent être unifiés en une seule substance, un “fluide sombre” de masse négative. La théorie de M. Farnes pourrait également donner raison à une prédiction faite par Albert Einstein il y a 100 ans.
Le modèle actuel de l’Univers, largement reconnu, appelé LambdaCDM, ne nous dit rien sur la nature physique de la matière noire et de l’énergie noire. Nous ne les connaissons que grâce aux effets gravitationnels qu’elles exercent sur d’autres matières observables. Le modèle du Dr Farnes offre une nouvelle explication. Crédit image : NASA / ESA / M. Livio / Hubble 20th Anniversary Team, STScI.
Je pense que la matière noire et l’énergie noire peuvent être unifiées en un fluide qui possède une sorte de “gravité négative”, repoussant toute autre matière autour de lui”, a déclaré le Dr Farnes.
“Bien que cette matière nous soit propre, elle suggère que notre cosmos est symétrique en qualités positives et négatives.”
L’existence de la matière négative avait été exclue auparavant car on pensait que cette matière deviendrait moins dense au fur et à mesure que l’Univers se dilate, ce qui va à l’encontre de nos observations qui montrent que l’énergie noire ne s’amincit pas avec le temps.
Cependant, la théorie du Dr Farnes applique un “tenseur de création”, qui permet la création continue de masses négatives.
Elle démontre que lorsque de plus en plus de masses négatives sont continuellement créées, ce fluide de masse négative ne se dilue pas pendant l’expansion du cosmos. En fait, ce fluide semble être identique à l’énergie sombre.
La nouvelle théorie fournit également les premières prédictions correctes du comportement des halos de matière noire.
La plupart des galaxies tournent si rapidement qu’elles devraient se déchirer, ce qui suggère qu’un “halo” invisible de matière noire doit les maintenir ensemble.
L’étude du Dr Farnes présente une simulation informatique des propriétés de la masse négative, qui prédit la formation de halos de matière noire tels que ceux déduits par les observations effectuées à l’aide des radiotélescopes modernes.
Albert Einstein a fourni le premier indice de l’Univers sombre il y a exactement 100 ans, lorsqu’il a découvert un paramètre dans ses équations connu sous le nom de “constante cosmologique”, que nous savons maintenant être synonyme d’énergie sombre.
Einstein a qualifié la constante cosmologique de “plus grosse gaffe”, bien que les observations astrophysiques modernes prouvent qu’il s’agit d’un phénomène réel.
Dans des notes datant de 1918, Einstein a décrit sa constante cosmologique, en écrivant qu'”une modification de la théorie est nécessaire pour que l'”espace vide” joue le rôle de masses négatives gravitationnelles réparties dans tout l’espace interstellaire”. Il est donc possible qu’Einstein lui-même ait prédit un Univers rempli de masses négatives.
“Les approches précédentes pour combiner l’énergie noire et la matière noire ont tenté de modifier la théorie de la relativité générale d’Einstein, ce qui s’est avéré être incroyablement difficile”, a déclaré le Dr Farnes.
“La nouvelle approche prend deux anciennes idées connues pour être compatibles avec la théorie d’Einstein – les masses négatives et la création de matière – et les combine ensemble.”
“Le résultat semble plutôt beau : l’énergie noire et la matière noire peuvent être unifiées en une seule substance, les deux effets étant simplement explicables comme de la matière de masse positive surfant sur une mer de masses négatives.”
L’étude a été publiée dans le journal Astronomie & ; Astrophysique (préimpression arXiv.org).
