Les cosmologues se trouvent face à une énigme inattendue. Les dernières observations ne coïncident pas parfaitement au modèle mathématique utilisé depuis des décennies pour décrire l'évolution de l'Univers. Ce modèle, que l'on appelle ΛCDM (prononcez Lambda-CDM), repose sur l'idée selon laquelle une énergie noire accélère constamment et uniformément l'expansion du cosmos. Or, de récentes mesures suggèrent un comportement légèrement différent, obligeant les scientifiques à revoir leur copie.
Afin d'expliquer cette divergence, les résultats de récentes recherches avancent une idée pour le moins surprenante: l'espace vide possèderait une propriété semblable à la viscosité d'un fluide. A titre d'illustration, c'est comme passer de l'analyse d'une substance dans laquelle tout circule sans résistance comme de l'eau par exemple, à une substance plus résistante comme du miel.
Ainsi, dans cette vision, l'expansion de l'Univers rencontrerait une infime résistance, comparable à un frottement interne. Bien que nécessitant encore de nombreuses vérifications, cette hypothèse offre une piste concrète pour réconcilier les calculs théoriques avec les données issues des observations, sans pour autant remettre en question l'ensemble de l'édifice cosmologique actuel.
L'anomalie qui ébranle le modèle standard
Les cosmologues utilisent depuis des décennies le modèle ΛCDM, un cadre mathématique robuste qui décrit un Univers composé de matière noire froide et d'une énergie noire constante. Cette dernière, symbolisée par la lettre grecque Lambda, est censée être une force répulsive uniforme et immuable, responsable de l'accélération de l'expansion cosmique. Ce modèle a permis d'expliquer de nombreuses observations avec succès.
Toutefois, la récente publication sème le doute. Le Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), basé en Arizona, cartographie la position et la vitesse de millions de galaxies, avec une précision inégalée. Des données récentes issues de ces cartographies révèlent une faible (mais significative) divergence quand on compare avec les prédictions du modèle standard concernant le rythme d'expansion à plusieurs époques de l'Univers.
Cette divergence n'est pas une simple marge d'erreur statistique. Elle indique que le taux d'expansion mesuré aujourd'hui ne s'ajuste pas parfaitement à la trajectoire attendue si l'énergie noire était une constante parfaite. Cette tension, connue sous le nom de tension de Hubble lorsqu'elle est confrontée à d'autres méthodes de mesure, signale que notre description fondamentale de la composante dominante de l'Univers pourrait être incomplète ou nécessiter un ajustement conceptuel profond.
La viscosité, une nouvelle propriété du vide
Pour expliquer cet écart, le chercheur Muhammad Ghulam Khuwajah Khan propose dans son article sur arXiv une hypothèse radicale. Il envisage que le vide de l'espace-temps possède une "viscosité de volume". La viscosité, en mécanique des fluides, mesure la résistance interne d'une substance à l'écoulement. Transposée à l'échelle cosmologique, cette propriété impliquerait que l'expansion de l'Univers rencontre une légère résistance, un effet de traînée infinitésimal mais cumulatif sur des milliards d'années-lumière.
Le mécanisme proposé pour générer cette viscosité s'inspire de la physique de la matière condensée. Le chercheur introduit la notion de "phonons spatiaux". Dans un solide, les phonons sont des quasiparticules représentant les vibrations collectives des atomes. Dans le cadre de cette théorie, le tissu de l'espace lui-même serait le siège de vibrations analogues. Ces ondes longitudinales, se propageant dans le vide, créeraient une pression interne qui s'opposerait à la dilatation causée par l'énergie noire.
L'intérêt majeur de cette approche réside dans son adéquation aux données. Lorsque le chercheur intègre ce paramètre de viscosité dans les équations de Friedmann, qui régissent l'expansion cosmique, le modèle théorique obtenu s'accorde remarquablement bien avec les observations problématiques de DESI. Il montre qu'une valeur de viscosité spécifique peut reproduire la courbe d'expansion mesurée, offrant une solution alternative à l'hypothèse d'une énergie noire variant dans le temps, et ce, sans invoquer de physique entièrement nouvelle.