Énergie sombre et accélération cosmique
L'expansion de l'univers s'accélère, propulsée par une composante mystérieuse appelée énergie sombre qui domine le bilan énergétique cosmique et agit comme une forme répulsive de gravité.
Definition
L'énergie sombre est la composante de l'univers dotée d'une pression négative qui est à l'origine de l'accélération observée de l'expansion cosmique ; dans le modèle standard, elle est décrite par une constante cosmologique, équivalente à une densité d'énergie du vide constante, et elle représente environ les deux tiers du contenu énergétique total.
Scope
Ce domaine couvre la découverte de l'accélération de l'expansion cosmique, la constante cosmologique et l'énergie du vide comme principales explications, les modèles dynamiques alternatifs tels que la quintessence et la gravité modifiée, ainsi que l'équation d'état et les sondes observationnelles utilisées pour caractériser l'énergie sombre.
Sub-topics
Core questions
- Comment l'accélération de l'univers a-t-elle été découverte ?
- Qu'est-ce que l'énergie sombre, et est-ce simplement une constante cosmologique ?
- Comment la nature de l'énergie sombre est-elle testée observationnellement ?
Key concepts
- Énergie sombre
- Accélération cosmique
- Constante cosmologique
- Énergie du vide
- Équation d'état
- Quintessence
- Pression négative
Key theories
- Expansion accélérée
- Les observations de supernovae de Type Ia lointaines montrent qu'elles sont plus faibles que prévu, indiquant que l'expansion de l'univers s'est accélérée, ce qui nécessite une composante avec une pression négative.
- Constante cosmologique
- Une densité d'énergie du vide constante, représentée par la constante cosmologique d'Einstein, fournit la description la plus simple de l'énergie sombre et correspond aux données, bien que sa valeur infime soit théoriquement énigmatique.
Clinical relevance
L'énergie sombre a remodelé la cosmologie : sa découverte a établi l'univers ΛCDM (Lambda-CDM) plat et en accélération, elle représente environ soixante-dix pour cent du bilan énergétique cosmique, et sa nature, qu'il s'agisse d'une véritable constante ou de quelque chose de dynamique, figure parmi les questions ouvertes les plus profondes reliant la cosmologie à la physique fondamentale.
History
Deux équipes utilisant des supernovae de Type Ia ont annoncé l'accélération cosmique en 1998 et 1999, un résultat inattendu qui a relancé la constante cosmologique et a valu le prix Nobel en 2011 ; des relevés ultérieurs du fond diffus cosmologique, des oscillations acoustiques baryoniques et de la structure à grande échelle ont confirmé un univers dominé par l'énergie sombre.
Debates
- La nature de l'énergie sombre
- La question de savoir si l'énergie sombre est une véritable constante cosmologique, un champ dynamique tel que la quintessence, ou un signe que la relativité générale doit être modifiée à des échelles cosmiques, reste non résolue, le problème cosmologique de sa valeur infime étant une énigme centrale.
Key figures
- Saul Perlmutter
- Brian Schmidt
- Adam Riess
- Steven Weinberg
- Albert Einstein
Related topics
Seminal works
- riess1998
- perlmutter1999
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre la matière noire et l'énergie sombre ?
- La matière noire est une masse invisible qui s'agglomère sous l'effet de la gravité et contribue à la formation des structures, tandis que l'énergie sombre est une composante lisse avec une pression négative qui pousse l'expansion à s'accélérer ; elles ont des effets opposés et sont considérées comme des entités entièrement différentes.
- L'expansion accélérée se poursuivra-t-elle éternellement ?
- Si l'énergie sombre est une véritable constante cosmologique, l'accélération se poursuivra indéfiniment, menant à un univers de plus en plus vide et froid ; si l'énergie sombre évolue, l'avenir pourrait être différent, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles la mesure de son équation d'état est si importante.