Une révolution cosmique ? De nouvelles découvertes remettent en question la théorie de la relativité d'Einstein
Une étude récente ébranle les fondements de la théorie de la relativité générale d'Einstein, suggérant que les lois de la gravité pourraient différer à l'échelle cosmique. Ces travaux, menés par des chercheurs de l'Université de Genève et de Toulouse, analysent des données du Dark Energy Survey pour tester les prédictions d'Einstein sur l'expansion de l'Univers.
La découverte en 1998 de l'accélération de l'expansion cosmique a bouleversé la physique moderne. Le modèle ΛCDM, pilier de la cosmologie, montre aujourd'hui ses limites face aux nouvelles observations. Les scientifiques explorent désormais des pistes alternatives, des théories de Horndeski aux modifications des équations d'Einstein.
Deux paramètres clés, μ (mu) et η (eta), permettent d'étudier les éventuels écarts à la relativité générale. Le premier ajuste l'équation de Poisson décrivant comment la masse crée des champs gravitationnels. Le second mesure comment l'espace-temps se déforme différemment. Ces outils sont cruciaux pour interpréter les données du Dark Energy Survey et d'autres projets majeurs.
L'équipe de recherche a analysé 100 millions de galaxies observées à différentes époques, entre 3,5 et 7 milliards d'années dans le passé. Leurs résultats révèlent une divergence intrigante : si les données anciennes correspondent aux prédictions d'Einstein, les observations plus récentes montrent des puits gravitationnels moins profonds que prévu.
Cette anomalie coïncide avec la période d'accélération de l'expansion cosmique. Isaac Tutusaus, auteur principal de l'étude, souligne : « La croissance plus lente des puits gravitationnels et l'expansion accélérée pourraient partager la même cause sous-jacente. »
Le niveau d'incompatibilité atteint 3 sigma, suffisant pour éveiller l'intérêt scientifique mais insuffisant pour rejeter définitivement la théorie d'Einstein. Nastassia Grimm, co-auteure de l'étude, précise : « Ces résultats exigent des investigations plus poussées avant de pouvoir remettre en cause la relativité générale. »
L'espoir se tourne maintenant vers le télescope spatial Euclid, lancé en 2023. Pendant six ans, il observera 1,5 milliard de galaxies, offrant des données plus précises sur les lentilles gravitationnelles. Ces informations permettront de tester rigoureusement les équations d'Einstein et peut-être de résoudre l'énigme de l'expansion cosmique accélérée.
Camille Bonvin de l'UNIGE souligne l'innovation de leur approche : « Pour la première fois, nous utilisons les données du Dark Energy Survey pour mesurer directement la distorsion de l'espace-temps, au lieu de simplement cartographier la matière. »
Ces travaux représentent une étape cruciale dans la quête pour comprendre les lois fondamentales de l'Univers. Alors que les cosmologues repoussent les limites des théories établies, les prochaines années pourraient bien voir émerger une nouvelle physique, capable d'unifier la relativité générale avec les mystères de l'énergie sombre et de l'expansion cosmique.
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