Accélération de l'expansion de l'univers

Chronologie du Modèle standard de la cosmologie

Cosmologie quantique (?) Ère de Planck (?) Inflation cosmique Préchauffage Réchauffage Ère de grande unification Baryogénèse Transition électro-faible Découplage des neutrinos Ère leptonique Nucléosynthèse primordiale Transition matière-rayonnement Recombinaison Découplage du rayonnement Âges sombres Formation des grandes structures Formation des galaxies Réionisation Accélération de l'expansion Destin de l'Univers : Mort thermique de l'Univers Big Crunch Big Rip

Disciplines concernées

Gravité quantique Physique des particules Relativité générale Astrophysique

L'accélération de l'expansion de l'Univers est le nom donné au phénomène qui voit la vitesse de récession des galaxies par rapport à la Voie lactée augmenter au cours du temps. Ce phénomène a été mis en évidence en 1998 par deux équipes internationales, le Supernova Cosmology Project, mené par Saul Perlmutter^[1], et le High-Z supernovae search team, mené par Adam Riess^[2].

Cette découverte a été faite en mesurant ce que l'on appelle la distance de luminosité d'astres dont la magnitude absolue est supposée connue : les supernovas de type Ia. La relation entre distance de luminosité et décalage vers le rouge de ces objets permet de reconstituer l'histoire de l'expansion de l'Univers sur plusieurs milliards d'années, et de voir de la sorte si l'expansion de l'Univers accélère ou décélère avec le temps. Par accélération ou décélération de l'expansion, on entend ici l'évolution de la distance relative entre deux galaxies lointaines.

L'interprétation la plus simple de la découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers est qu'il existe dans l'Univers une forme d'énergie, traditionnellement appelée énergie noire (ou énergie sombre, traduction dans un cas comme dans l'autre du terme anglais dark energy) aux propriétés atypiques, puisque sa pression doit être négative. La nature exacte de cette énergie noire n'est pas connue à ce jour, mais plusieurs candidats possibles existent. Le plus simple d'entre eux est la constante cosmologique, mais il en existe d'autres comme la quintessence. Cependant, aucune détection directe de cette énergie ne semble envisageable à l'heure actuelle, seule son influence gravitationnelle à très grande échelle étant mesurable.

Ce phénomène d'accélération indique que le destin de l'Univers sera probablement un univers éternellement en expansion, de plus en plus froid et de plus en plus vide. Cependant, parmi les candidats possibles à l'énergie noire, l'un d'eux, appelé énergie fantôme, pourrait mener à un scénario cosmologique dans lequel l'accélération de l'expansion de l'Univers s'accompagnerait d'une augmentation de sa densité, laquelle atteindrait en un temps fini une valeur infinie, signant à ce moment-là la fin de l'Univers. Ce curieux modèle est communément appelé Big Rip.

Malgré la quasi unanimité actuelle apparente des cosmologistes autour de l'idée de l'accélération de l'expansion, la réalité de cette accélération ne sera établie que lorsque le phénomène pourra être inclus dans un cadre théorique solide, lequel fait encore défaut.

Voir aussi

• Expansion de l'Univers
• Énergie noire
• Constante cosmologique
• Quintessence (cosmologie)
• Destin de l'Univers
• Big Rip

Notes

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