{"id":60047,"date":"2024-03-03T17:27:23","date_gmt":"2024-03-03T17:27:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/tchad\/politique\/quatre-candidates-pour-lenergie-noire"},"modified":"2024-03-03T18:15:36","modified_gmt":"2024-03-03T18:15:36","slug":"quatre-candidates-pour-lenergie-noire","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/tchad\/toutes-les-actualites\/quatre-candidates-pour-lenergie-noire","title":{"rendered":"Quatre candidates pour l’\u00e9nergie noire"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Tchad. <\/strong><\/span>\u00ab\u00a0Les re\u0301sultats sont tre\u0300s surprenants, voire choquants. […] Abordez [-les] non pas avec votre c\u0153ur ou votre te\u0302te, mais avec vos yeux. Nous sommes des observateurs apre\u0300s tout !\u00a0\u00bb Ce message e\u0301lectronique a e\u0301te\u0301 adresse\u0301 le 12 janvier 1998 par l’astrophysicien Adam Riess a\u0300 ses colle\u0300gues de l’e\u0301quipe High-Z-Supernovae. \u00ab\u00a0La veille de ma nuit de noces, sous le regard courrouce\u0301 de ma femme\u00a0\u00bb, pre\u0301cisera-t-il par la suite… Quels e\u0301taient ces re\u0301sultats si urgents ?<\/p>\n

Ils concernaient rien de moins que le destin de l’Univers, et allaient e\u0302tre a\u0300 l’origine, bien des anne\u0301es plus tard, de la construction de trois instruments inaugure\u0301s re\u0301cemment. Le projet High-Z supernovae consistait a\u0300 mesurer l’ampleur du ralentissement de l’expansion de l’Univers. La conclusion que le chercheur ame\u0301ricain envoie a\u0300 ses colle\u0300gues dit pre\u0301cise\u0301ment l’inverse: l’expansion de l’Univers acce\u0301le\u0300re. Une nouvelle fracassante confirme\u0301e la me\u0302me anne\u0301e par une seconde e\u0301quipe, celle du Supernova Cosmology Project (CSP) dirige\u0301e par l’Ame\u0301ricain Saul Perlmutter, ce qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 2011 avec Adam Riess et Brian P. Schmidt, fondateur du projet High-Z Supernovae…<\/p>\n

Les deux e\u0301tudes de\u0301coulent de campagnes d’observations de supernovae, ces e\u0301toiles en fin de vie qui explosent spectaculairement. Elles brillent tout a\u0300 coup comme des centaines de millions de soleils, constituant de vrais phares dans l’Univers. Pour un certain type de supernovae, les \u00ab\u00a0SNIa\u00a0\u00bb, il est possible de de\u0301terminer la quantite\u0301 de lumie\u0300re qu’elles e\u0301mettent a\u0300 l’origine. En comparant avec l’e\u0301clat que l’on perc\u0327oit sur Terre, il est facile de de\u0301finir leur distance par rapport a\u0300 nous. Entre 1994 et 1997, les deux groupes e\u0301tudient des dizaines de ces SNIa, notamment gra\u0302ce au te\u0301lescope spatial Hubble.<\/p>\n

Les \u00ab\u00a0chandelles\u00a0\u00bb de l’Univers<\/b><\/p>\n

Il s’agit d’une cate\u0301gorie bien particulie\u0300re de supernova dite thermonucle\u0301aire. Elle met en sce\u0300ne un couple d’e\u0301toiles, dont l’une au moins est une naine blanche, le dernier stade d’e\u0301volution d’une e\u0301toile de masse faible. Il n’en reste que le noyau, extre\u0302mement dense: c’est comme si le Soleil tout entier e\u0301tait comprime\u0301 dans un volume de la taille de la Terre. L’attraction gravitationnelle du cadavre stellaire aspire alors la matie\u0300re de sa compagne.<\/p>\n

Cet afflux de masse comprime davantage la naine blanche. Le carbone et l’oxyge\u0300ne qui la composent en partie fusionnent, libe\u0301rant d’importantes quantite\u0301s d’e\u0301nergie. Cela chauffe l’e\u0301toile jusqu’a\u0300 plusieurs milliards de degre\u0301s. Elle explose alors en supernova. Malgre\u0301 quelques zones d’ombre, le me\u0301canisme est assez bien compris et permet aux astrophysiciens d’estimer la luminosite\u0301 intrinse\u0300que de la supernova de type \u00ab\u00a0Ia\u00a0\u00bb, et sa de\u0301croissance au fil du temps. Ce qui en fait une \u00ab\u00a0chandelle standard\u00a0\u00bb, une source de lumie\u0300re \u00ab\u00a0e\u0301talon\u00a0\u00bb dans l’Univers. Les supernovae plus classiques, de type \u00ab\u00a0II\u00a0\u00bb impliquant une seule e\u0301toile s’effondrant sur elle-me\u0302me, ont une luminosite\u0301 tre\u0300s variable, en intensite\u0301 comme en dure\u0301e, et ne peuvent donc servir de repe\u0300re.<\/p>\n

C’est ainsi qu’ils constatent que ces supernovae sont environ 20 % moins lumineuses qu’attendu dans un univers tel qu’on se le repre\u0301sentait alors, compose\u0301 uniquement de matie\u0300re et d’e\u0301nergie. Il grandit donc plus vite… La seule interaction capable d’agir sur de grandes distances est la gravitation, et celle-ci rapproche les corps.<\/p>\n

Si l’expansion initiale due au Big Bang ne fle\u0301chit pas avec le temps, il faut se rendre a\u0300 l’e\u0301vidence: l’Univers comprend un ingre\u0301dient supple\u0301mentaire dont on sait seulement qu’il contrecarre la gravitation. Il est baptise\u0301 \u00ab\u00a0e\u0301nergie noire\u00a0\u00bb, \u00ab\u00a0Dark Energy\u00a0\u00bb en anglais, de\u0300s aou\u0302t 1998 par Michael Turner, de l’universite\u0301 de Chicago (E\u0301tats-Unis), lors d’un colloque consacre\u0301 a\u0300 ce nouveau venu.<\/p>\n

Bien que les cosmologistes aient e\u0301te\u0301 surpris par cette de\u0301couverte, ils l’acceptent tre\u0300s vite, comme l’explique Francis Bernardeau, chercheur a\u0300 l’Institut de physique the\u0301orique de Saclay (Essonne). \u00ab\u00a0La communaute\u0301 e\u0301tait pre\u0302te a\u0300 basculer car elle se confrontait a\u0300 plusieurs proble\u0300mes. Des e\u0301toiles semblaient plus a\u0302ge\u0301es que l’a\u0302ge de l’Univers, par exemple. L’acce\u0301le\u0301ration du taux d’expansion signifie que l’Univers est plus vieux qu’on l’imaginait, ce qui re\u0301sout le proble\u0300me. L’autre souci majeur e\u0301tait la densite\u0301 de l’Univers. La quantite\u0301 de matie\u0300re classique et de matie\u0300re noire paraissait bien trop faible pour un univers dont la ge\u0301ome\u0301trie, dicte\u0301e par la masse et l’e\u0301nergie qu’il contient, est plane. Il manquait bel et bien quelque chose dans sa composition. \u00a0\u00bb<\/p>\n

PREMIE\u0300RE CANDIDATE: Constante cosmologique et e\u0301nergie du vide<\/b><\/p>\n

Ce quelque chose, c’est donc l’e\u0301nergie noire, dont on estime qu’elle repre\u0301sente environ 68 % de l’e\u0301nergie totale de l’Univers. Mais si elle permet de re\u0301soudre certaines incohe\u0301rences, elle ne livre rien de sa nature. Me\u0302me si, la\u0300 encore, les cosmologistes ont d’emble\u0301e une candidate: la constante cosmologique. Cette dernie\u0300re est inte\u0301gre\u0301e aux e\u0301quations de la relativite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale de\u0301crivant comment la matie\u0300re et l’e\u0301nergie de\u0301forment l’espace-temps par Albert Einstein lui-me\u0302me. \u00ab\u00a0Il l’a utilise\u0301e afin que ces e\u0301quations de\u0301crivent un univers a\u0300 la fois stable et fini, comme il concevait l’Univers a\u0300 cette e\u0301poque, 1915, ou\u0300 l’on ne connaissait me\u0302me pas l’existence d’autres galaxies que la no\u0302tre \u00ab\u00a0, explique Francis Bernardeau.<\/p>\n

La caracte\u0301ristique de cette constante cosmologique est d’exercer une pression ne\u0301gative sur la matie\u0300re. Mais qu’est-ce qu’une pression ne\u0301gative ? \u00ab\u00a0A\u0300 trois dimensions, c’est impossible a\u0300 concevoir, pre\u0301vient le physicien. Mais a\u0300 une dimension, on peut se faire une ide\u0301e. Il suffit pour cela de comparer l’action d’un ressort comprime\u0301 entre vos deux doigts avec celle d’un e\u0301lastique e\u0301tire\u0301 entre vos deux doigts. Vous sentez que le sens de la pression n’est pas le me\u0302me. La pression est positive dans le premier cas, ne\u0301gative dans l’autre. \u00a0\u00bb<\/p>\n

En 1927, l’astronome et cosmologiste belge Georges Lemai\u0302tre de\u0301montre que l’Univers tout entier est en expansion. Le fait est confirme\u0301 par les observations de l’Ame\u0301ricain Edwin Hubble en 1929, qui constate que les galaxies s’e\u0301loignent de nous. Patatras ! Albert Einstein doit renoncer a\u0300 son univers immuable. Il rejette la constante cosmologique par la me\u0302me occasion, la qualifiant de \u00ab\u00a0plus grande be\u0301vue \u00a0\u00bb de sa carrie\u0300re…<\/p>\n

Avec la de\u0301couverte de l’e\u0301nergie noire re\u0301pulsive, elle revient donc par la grande porte. Mais cela ne lui donne pas une signification physique pour autant. On peut la voir comme une proprie\u0301te\u0301 intrinse\u0300que de l’espace, une propension naturelle a\u0300 s’e\u0301tendre. Mais d’ou\u0300 vient cette propension ? Myste\u0300re. Sauf a\u0300 conside\u0301rer une autre interpre\u0301tation.<\/p>\n

La constante cosmologique serait une proprie\u0301te\u0301 intrinse\u0300que du vide de l’espace qui, selon la physique quantique, n’est pas vide. A\u0300 la manie\u0300re d’une e\u0301cume sur l’oce\u0301an, il e\u0301merge sans cesse de ce vide des particules qui disparaissent presque aussi vite. Leur e\u0301nergie serait-elle l’e\u0301nergie noire ? On sait donc que celle-ci repre\u0301sente environ 70 % de l’e\u0301nergie totale de l’Univers. Mais la physique quantique pre\u0301voit une densite\u0301 d’e\u0301nergie bien supe\u0301rieure, d’un facteur 10120 ! De ce co\u0302te\u0301-la\u0300, nous sommes donc dans l’impasse.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Ce de\u0301saccord nous ame\u0300ne pour l’instant a\u0300 faire le deuil d’une constante cosmologique qui serait une constante fondamentale de la nature, comme la vitesse de la lumie\u0300re ou la masse de l’e\u0301lectron, conclut Francis Bernardeau. Si l’e\u0301nergie noire n’est pas une constante fondamentale, alors elle est issue d’un processus dynamique pour lequel il faut e\u0301chafauder une the\u0301orie. \u00a0\u00bb<\/p>\n

DEUXIE\u0300ME CANDIDATE: La quintessence<\/b><\/p>\n

L’une de ces the\u0301ories, e\u0301labore\u0301e de\u0300s la de\u0301couverte de l’e\u0301nergie noire notamment par les Ame\u0301ricains Robert R. Caldwell et Paul J. Steinhardt, porte le joli nom de \u00ab\u00a0quintessence\u00a0\u00bb. C’est une allusion a\u0300 la \u00ab\u00a0cinquie\u0300me essence\u00a0\u00bb, qui e\u0301voque le concept d’e\u0301ther remontant a\u0300 l’Antiquite\u0301. Jusqu’au 19e sie\u0300cle, on supposait qu’il servait de support aux ondes lumineuses… La quintessence s’inspire de l’inflation cosmique, cette formidable dilatation de l’espace-temps alors que l’Univers avait autour de 10-34 seconde. Apre\u0300s tout, l’e\u0301nergie noire dilate aussi l’Univers, me\u0302me si c’est de fac\u0327on bien plus mesure\u0301e.<\/p>\n

L’ennui, c’est que si l’inflation est aujourd’hui commune\u0301ment admise, le me\u0301canisme qui en est a\u0300 l’origine reste inconnu. Mais il y a des hypothe\u0300ses, comme celle de la pre\u0301sence d’un champ scalaire. Ce concept de\u0301licat revient a\u0300 conside\u0301rer que les particules se trouvent uniquement sous la forme d’un champ d’e\u0301nergie. C’est un peu comme lorsque vous versez des gouttes d’eau dans un verre: elles cessent d’exister sous la forme de gouttes pour former une petite flaque. Ici, on oublie les particules pour ne conside\u0301rer que des champs.<\/p>\n

\u00ab\u00a0L’avantage de la the\u0301orie des champs, c’est que l’on peut trouver des configurations ou\u0300 la pression exerce\u0301e par le champ est ne\u0301gative. Il pourra donc jouer le ro\u0302le dynamique de quelque chose qui repousse\u00a0\u00bb, souligne Francis Bernardeau. Par ailleurs, ces champs scalaires existent: le fameux boson de Higgs par exemple, responsable de la masse des particules, est la particule associe\u0301e au champ scalaire de Higgs. Mais il reste a\u0300 trouver quel est le champ responsable de l’e\u0301nergie noire…<\/p>\n

TROISIE\u0300ME CANDIDATE: Une modification de la relativite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale<\/b><\/p>\n

Les autres pistes sont plus surprenantes encore… Comme la remise en cause de la the\u0301orie de la relativite\u0301, autrement dit de la gravitation elle-me\u0302me. \u00ab\u00a0On sait que la the\u0301orie de la gravitation d’Einstein est incomple\u0300te puisque lorsqu’on se rapproche du centre d’un trou noir, elle ne peut de\u0301crire ce qui s’y passe, explique David Elbaz, directeur scientifique du de\u0301partement d’astrophysique du Commissariat a\u0300 l’e\u0301nergie atomique et aux e\u0301nergies alternatives (CEA), a\u0300 Saclay. Donc si la the\u0301orie ne fonctionne pas pour l’extre\u0302mement petit, on peut supposer qu’elle e\u0301choue aussi dans l’infiniment grand. Or, par un e\u0301trange hasard, quand je regarde les grandes distances dans l’Univers, je m’aperc\u0327ois que la gravitation ne fonctionne effectivement pas. Ou en tout cas, elle me donne a\u0300 penser qu’il existe une myste\u0301rieuse e\u0301nergie noire qui acce\u0301le\u0300re l’expansion de l’Univers. Alors qu’il s’agit peut-e\u0302tre tout simplement de re\u0301e\u0301crire les e\u0301quations de la relativite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale, sans invoquer cette e\u0301nergie noire. Ce sont ce que l’on appelle les the\u0301ories modifie\u0301es de la gravitation, qui inte\u0301ressent beaucoup de the\u0301oriciens ici au CEA… \u00a0\u00bb<\/p>\n

QUATRIE\u0300ME CANDIDATE: La the\u0301orie holographique<\/b><\/p>\n

La remise en cause des the\u0301ories actuelles peut aller encore bien au-dela\u0300, avec l’holographie par exemple (lire S. et A. n\u00b0 920, p. 35). Le principe holographique implique que les phe\u0301nome\u0300nes gravitationnels dans un espace a\u0300 trois dimensions peuvent e\u0302tre de\u0301crits par des champs quantiques situe\u0301s sur la frontie\u0300re a\u0300 deux dimensions de cet espace. Comme si toutes les informations d’une sphe\u0300re e\u0301taient contenues a\u0300 sa surface.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Dans certains cadres the\u0301oriques, on peut ainsi de\u0301crire l’Univers uniquement a\u0300 partir de deux dimensions d’espace, de\u0301taille David Elbaz. Cela nous ame\u0300ne a\u0300 questionner la structure me\u0302me de l’espace-temps. Un the\u0301oricien comme le Ne\u0301erlandais Erik Verlinde explique ainsi que l’acce\u0301le\u0301ration de l’expansion de l’Univers est la conse\u0301quence d’une illusion d’une troisie\u0300me dimension ! L’e\u0301nergie noire peut nous entrai\u0302ner vraiment tre\u0300s loin… \u00a0\u00bb<\/p>\n

On saisit davantage l’effort sans pre\u0301ce\u0301dent de\u0301ploye\u0301 en cosmologie pour l’e\u0301tudier, avec trois instruments consacre\u0301s a\u0300 cette exploration: DESI a\u0300 l’observatoire de Kitt Peak en Arizona (E\u0301tats-Unis), le te\u0301lescope spatial europe\u0301en Euclid et le te\u0301lescope ame\u0301ricain de grande taille Vera-Rubin… \u00ab\u00a0Tous ces instruments ont un me\u0302me objectif: e\u0301tudier l’e\u0301volution de l’e\u0301nergie noire au fil du temps, re\u0301sume Francis Bernardeau. Car selon la the\u0301orie conside\u0301re\u0301e, cette e\u0301volution ne sera pas la me\u0302me. Dans le cas de la quintessence par exemple, l’e\u0301nergie noire se dilue un peu au fil du temps… Son action dans le passe\u0301 est donc renforce\u0301e. Tandis que si l’e\u0301nergie noire est en re\u0301alite\u0301 une proprie\u0301te\u0301 intrinse\u0300que de l’espace-temps, une ‘constante cosmologique’, alors elle ne se dilue pas. \u00a0\u00bb Voila\u0300 pourquoi les diffe\u0301rents instruments auront en commun de cartographier l’Univers jusqu’a\u0300 des e\u0301poques tre\u0300s recule\u0301es.<\/p>\n

L’objectif est d’observer l’organisation de la matie\u0300re, qu’il s’agisse de galaxies, d’amas de galaxies ou d’amas d’amas, tout en tenant compte de l’influence constante de la gravitation en compe\u0301tition avec l’e\u0301nergie noire. Les premiers re\u0301sultats devraient arriver cette anne\u0301e (DESI) et 2025 (Euclid). Les astrophysiciens se gardent bien de faire des pronostics. \u00ab\u00a0Je suis agnostique lorsqu’il s’agit de choisir une hypothe\u0300se pluto\u0302t qu’une autre, confie Francis Bernardeau. Nous commenc\u0327ons seulement l’e\u0301tude de l’expansion de l’Univers avec cette ge\u0301ne\u0301ration d’instruments conc\u0327us pour cela. Selon ce qu’ils trouveront, ils de\u0301termineront les prochaines expe\u0301riences a\u0300 mener. Un nouveau cycle de\u0301bute pour la cosmologie, mais aussi pour toute la physique. C’est enthousiasmant, mais il faudra e\u0302tre patient. \u00a0\u00bb<\/p>\n

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Africa-Press – Tchad. \u00ab\u00a0Les re\u0301sultats sont tre\u0300s surprenants, voire choquants. […] Abordez [-les] non pas avec votre c\u0153ur ou votre te\u0302te, mais avec vos yeux. Nous sommes des observateurs apre\u0300s tout !\u00a0\u00bb Ce message e\u0301lectronique a e\u0301te\u0301 adresse\u0301 le 12 janvier 1998 par l’astrophysicien Adam Riess a\u0300 ses colle\u0300gues de l’e\u0301quipe High-Z-Supernovae. \u00ab\u00a0La veille de […]<\/p>\n","protected":false},"author":82,"featured_media":60046,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[22,10],"tags":[37,292,29],"class_list":["post-60047","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divers","category-toutes-les-actualites","tag-africa-press","tag-africa-press-tchad","tag-tchad"],"yoast_head":"\nQuatre candidates pour l'\u00e9nergie noire - tchad<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\""Les re\u0301sultats sont tre\u0300s surprenants, voire choquants. 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