Nous vivons une période passionnante pour qui s'intéresse un peu à la cosmologie.

En gros, depuis les années 70, c'est la grosse mouise.

L'asymétrie hadronique

Ça, c'est pas nouveau. Notre univers est, comme nous pouvons le constater tous les jours, fait de matière. Cependant, lors du Big Bang, autant de matière que d'anti-matière ont du être créées. Notre univers devrait donc contenir autant de matière que d'anti-matière. Question : où est passée l'anti-matière ?

Cette omniprésence de matière, et cette absence d'anti-matière, c'est cela que l'on appelle l'asymétrie hadronique.

Dans les années 60, on c'est aperçu que dans certains cas, la création de matière était un peu plus rapide que celle d'anti-matière. On a appelé ça la violation de la symétrie CP. Cependant, bien de trouver des réactions violant la symétrie CP a été un challenge de beaucoup de laboratoires, toutes les réactions violant la symétrie CP actuellement, ne permettent pas d'expliquer l'énorme quantité de matière présente, par rapport à l'inexistence de l'anti-matière.

C'est donc un problème sur lequel on planche depuis plus de 50 ans, sans succès.

La rotation des galaxies : la matière noire

Les étoiles tournent à l'intérieur des galaxies. Quand on mesure la vitesse de ces étoiles, on peut calculer la force centrifuge qui les incite à s'échapper de leurs galaxies. Quand on mesure la masse des galaxies, on peut calculer la force d'attraction qui doit normalement retenir le mouvement centrifuge des étoiles.

Et là, problème. Les galaxies sont 4 ou 5 fois trop légères. En gros, selon les mesures, toutes les étoiles devraient s'éparpiller, la force d'attraction n'étant pas assez puissante pour maintenir la cohérence des galaxies.

Pour solutionner ce problème, on a inventé la matière noire. Les galaxies devraient ainsi être faites d'un quart de matière normale, et de 3/4 de matière noire.

Et la matière noire, c'est quoi ? Et bien personne n'en a aucun foutue idée. Personne ne l'a jamais observée, on n'a aucune idée de quoi elle pourrait être faite, ni même comment on pourrait prouver qu'elle existe.

L'expansion de l'univers : l'énergie noire

En 1929, Edwin Hubble découvre que les galaxies s'éloignent de nous. Et plus elles sont loin, et plus leur vitesse d'évasion est importante.

Il en est arrivé à la conclusion que l'univers grandissait. Ce fut un des élément majeur supportant la théorie du Big Bang. Car si l'univers grandissait, alors c'est qu'avant il était plus petit, et qu'à un moment, potentiellement, il était peut-être concentré en un point.

L'univers grandit, certes, mais avec la force d'attraction gravitationnelle, oui, encore cette bonne vieille gravitation universelle expliquée par Isaac Newtown, son expansion devait forcément ralentir.

En regardant très très loin dans l'univers, Hubble (le satellite, pas Edwin), nous a permis de mesurer la vitesse de ralentissement de la vitesse d'expansion de l'univers. (Oui, il a fallu mesurer la vitesse d'évolution d'une vitesse. Il a donc fallu mesurer une accélération, ou en l'occurrence, une accélération négative, c'est à dire une décélération.)

La mesure d'Hubble mis tous les astrophysiciens sur le cul : l'accélération de l'expansion de l'univers était positive. Non seulement l'univers grandit, mais il grandit de plus en plus vite.

Il n'existe absolument aucune force capable de justifier cette acceleration. Rien, ne peut justifier que l'on puisse fournir de l'énergie aux galaxies ou à l'univers entier pour que son expansion s'accélère.

On a alors sorti l'énergie noire du chapeau pour résoudre ce problème.

Personne ne sait ce que c'est, ni comment on pourrait prouver son existence, mais on a décidé qu'elle existait, parce qu'on a besoin de quelque chose pour accélérer l'univers.

Le telescope James Webb

Le modèle cosmologique actuellement en vogue (il s'appelle le modèle ΛCDM) est donc bien bancal. Entre la matière noire et l'énergie noire, au final, ce que l'on connaît de l'univers, c'est à dire, la matière, ne représente que 4%. Les 96% qui restent, qui tiennent les galaxies en place, et qui accélèrent l'univers, c'est du schwartz !!!

On espérait que le nouveau telescope spacial James Webb allait nous éclairer sur tout ça ... hélas, le JWT nous en montre des vertes et des pas mures.

Je ne vais pas en faire la liste, mais déjà, on s'aperçoit que les premières galaxies de l'univers sont beaucoup plus grosses que prévu. Pour devenir assez grosses, les galaxies ont en effet besoin de centaines de millions d'années. C'est le temps qu'il aurait du leur falloir pour ramasser assez de matière pour grossir, en utilisant, là encore, la force d'attraction gravitationnelle.

Et bien James Webb a découvert des galaxies très jeunes beaucoup trop lumineuses : elles ont déjà beaucoup plus d'étoiles que ce que le modèle ΛCDM prévoyait.

What a time to be alive!!

Nous vivons donc une époque formidable. Notre modèle de l'univers, et donc du monde, est percé de partout. 96% de ce qui semble composer l'univers nous échappe, et le dernier joujou des astronomes leur montre des trucs pas possibles.

Bref, on va bien s'amuser.

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La crise de la cosmologie