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Posté par Isabelle le Mercredi 04/03/2015 à 00:00
La dynamique de l'énergie sombre vue sous un autre jour

Image aux rayons X de SN 1572, une supernova du type utilisé pour mesurer l'expansion accélérée de l'univers. Crédit: NASA
Un projet financé par l'UE a étudié des modèles alternatifs à l'énergie sombre sans devoir invoquer une constante cosmologique (La constante cosmologique est un paramètre rajouté par Einstein en février 1917 à ses équations de la relativité générale (1915), dans le but de rendre sa théorie compatible avec l'idée qu'il avait alors d'un Univers statique....). Montrer que l'énergie sombre (En cosmologie, l'énergie sombre est une forme d'énergie hypothétique remplissant tout l'Univers et exerçant une pression négative se comportant comme une force gravitationnelle répulsive. L'énergie sombre...) est une contribution dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) devrait fortement améliorer nos connaissances de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).

En cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la nature ;...), l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) sombre est une forme hypothétique d'énergie qui filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) l'espace et tend à accélérer l'expansion de l'univers. La constante cosmologique est la forme la plus simple possible d'énergie sombre, conduisant au modèle standard actuel de la cosmologie.

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) DEMO (DEMO (pour DEMOnstration Power Plant) est un projet de réacteur nucléaire à fusion qui devrait être construit pour succéder au réacteur expérimental de...) ("The dark sector in cosmology and impact on present and future generation experiments"), financé par l'UE, a cherché à démêler l'énergie sombre de la constante cosmologique en identifiant (En informatique, on appelle identifiants (également appelé parfois en anglais login) les informations permettant à une personne de s'identifier auprès d'un système.) des interactions dynamiques avec d'autres formes de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...). L'univers observable (L'univers observable est un terme utilisé en cosmologie pour décrire la partie visible de notre Univers. Par définition même, la limite de cette...) contient seulement une petite fraction de matière ordinaire, le reste étant de l'énergie sombre et de la matière sombre.

Les scientifiques ont exploré la possibilité que l'énergie sombre soit dynamique et que la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale »...) de gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) entre les particules de matière sombre soit différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide...) par rapport à la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) générale de la relativité. Cela était le cas des modèles à énergie sombre couplés dans lesquels les particules de matière sombre sentent la présence d'une cinquième force plus grande que la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.).

Sur cette base, DEMO a implémenté un code numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) qui a permis un couplage test entre l'énergie sombre et la matière sombre. De petites différences dans les calculs du paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) d'expansion Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est...) et les petites fluctuations dans la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les liquides et...) de matière baryonique ont conduit les scientifiques à conclure qu'un couplage non zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide...) est compatible avec les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.). Ces données cosmologiques ont été produites par la Collaboration Planck en 2013.

Les scientifiques ont montré pour la première fois que la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) d'énergie sombre aux premiers stades dépend de l'époque à laquelle l'énergie sombre est devenue importante. Alors qu'il existe des contraintes importantes au niveau de la présence d'énergie sombre en raison du découplage photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction...) et neutrino (Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. C’est un fermion de spin ½.), de grandes quantités d'énergie sombre sont autorisées plus tard.

Le travail de DEMO a donné lieu à la formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits homogènes, stables et possédant des propriétés...) d'un scenario dans lequel l'énergie sombre et la matière sombre sont deux aspects du même liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.).

Les travaux du projet relatifs à l'énergie sombre, à la matière sombre et à leur comparaison avec les données ont été publiés dans 12 articles dans des magazines internationaux. L'on compte parmi ces articles également des travaux sur les modèles théoriques et leur comparaison avec les données.

Pour plus d'information voir: http://cordis.europa.eu/docs/results/272/272043/periodic1-summary.pdf

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Source: Europa