C'est la piste audacieuse explorée par des chercheurs qui proposent un nouveau modèle cosmologique. Leur travail suggère que l'accélération de l'expansion cosmique ne serait pas due à une force mystérieuse, mais à la nature même de la géométrie de l'espace-temps.
Une équipe de physiciens propose un nouveau cadre théorique basé sur la gravité de Finsler. Cette approche suggère que l'expansion accélérée de l'univers pourrait être une propriété intrinsèque de la géométrie de l'espace-temps, rendant potentiellement obsolète le concept d'énergie noire.
Le dogme de l'énergie noire face à ses limites
Depuis la fin des années 1990, la cosmologie s'appuie sur une observation déconcertante : l'expansion de notre monde ne ralentit pas sous l'effet de l'attraction gravitationnelle, mais s'accélère.
Pour expliquer ce phénomène, le modèle cosmologique standard a dû postuler l'existence d'une mystérieuse énergie noire, une force invisible et omniprésente qui représenterait près de 70 % du contenu énergétique total.
Cette hypothèse s'est imposée suite à l'étude de supernovae de type Ia, des explosions stellaires utilisées comme repères de distance.
Pourtant, cette composante reste une solution insatisfaisante pour de nombreux physiciens, car elle doit être ajoutée « à la main » aux équations d'Einstein sans découler naturellement de la théorie.
De plus, des études récentes remettent en question la fiabilité de ces étalons cosmiques, suggérant que leur luminosité intrinsèque pourrait varier selon l'âge de leurs galaxies hôtes, jetant ainsi un doute sur les mesures qui fondent l'idée même d'une expansion accélérée.
La gravité de Finsler : une nouvelle perspective géométrique
Face à cette impasse, des chercheurs du Centre de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) de l'Université de Brême et de l'Université Transilvania de Brașov proposent de changer de perspective.
qLeur approche repose sur une extension de la relativité générale d'Einstein pour repenser la gravité, une théorie connue sous le nom de gravité de Finsler. Ce cadre mathématique permet une description plus riche et flexible de la géométrie de l'espace-temps.
Plutôt que de se limiter à la structure géométrique unique de la relativité générale, la gravité de Finsler offre une ossature mathématique plus large. Elle est particulièrement apte à décrire plus finement le comportement des gaz sous l'effet de la gravité à grande échelle, une différence qui s'avère cruciale pour modéliser le cosmos dans son ensemble et offrir une description plus nuancée des lois physiques.
Une accélération prédite par les équations
Le résultat le plus saisissant de ces travaux a émergé lorsque l'équipe a recalculé les équations de Friedmann, qui gouvernent l'expansion de l'univers, en utilisant ce nouveau formalisme.
Les équations modifiées, baptisées « Finsler-Friedmann », prédisent naturellement une accélération cosmique, y compris dans un vide parfait, et ce sans aucune supposition supplémentaire ni ajout d'un terme d'énergie noire.
L'accélération ne serait donc plus la conséquence d'une force inconnue, mais une propriété fondamentale de la géométrie elle-même. Comme le souligne le Dr Christian Pfeifer, membre de l'équipe, ce « nouveau point de vue géométrique ouvre des possibilités inédites ».
Si cette théorie ne prétend pas encore éliminer totalement l'énergie noire, elle suggère qu'une partie de ses effets pourrait être une illusion. L'avenir de la cosmologie et le destin de l'univers pourraient être réécrits, et les données du futur Vera Rubin Observatory seront cruciales pour tester ces nouveaux modèles.
