Un caméléon peut-il construire une galaxie? Selon les nouveaux modèles informatiques, oui.
Ce n'est pas une blague surréaliste mais plutôt l'implication de simulations récentes qui visent à expliquer le fonctionnement interne de l'énergie sombre, une force mystérieuse qui sépare tout dans l'univers. Les résultats, publiés le 8 juillet dans la revue Nature Astronomy, appuient un modèle d'énergie sombre appelé Chameleon Theory.
Des indices d'énergie sombre ont été découverts pour la première fois à la fin des années 1990, lorsque les cosmologistes ont mesuré la lumière de supernovas lointains et ont réalisé que les étoiles étaient plus faibles que prévu, ce qui suggère que le tissu de l'espace-temps ne faisait pas que s'étendre, mais s'accélérait dans son expansion. Les physiciens ont proposé l'existence d'une force qui fonctionnait en opposition à la gravité, éloignant les choses les unes des autres, plutôt que de les rapprocher.
La plupart des chercheurs souscrivent à l'idée que l'énergie sombre est ce qu'on appelle la constante cosmologique, un type d'énergie refoulée dans le vide de l'espace lui-même, a déclaré à Live Science Baojiu Li, physicien mathématique à l'Université de Durham au Royaume-Uni. "Ce modèle simple fonctionne très bien dans la pratique, et c'est un ajout simple au modèle cosmologique sans avoir à modifier la loi de la gravité", a-t-il déclaré.
Le problème est que les principales théories de la physique prédisent que la valeur de l'énergie du vide devrait être supérieure de 120 ordres de grandeur à ce que les cosmologistes observent à partir des mesures réelles de l'énergie sombre dans l'univers, a déclaré Li. Les physiciens ont donc cherché d'autres explications, notamment la théorie des caméléons.
La théorie propose une nouvelle force, au-dessus des quatre déjà connues, médiée par une particule appelée la particule de caméléon, selon un explicateur du magazine Sky and Telescope. La force du caméléon agirait comme une énergie sombre, séparant les galaxies du cosmos. Mais avoir une cinquième force inattendue s'accompagne de son propre dilemme - comment se fait-il que nos instruments n'aient jamais vu une telle particule auparavant?
La théorie suggère que les particules de caméléon, comme leurs homonymes reptiliens, peuvent se fondre dans leur environnement pour échapper à la détection. Plutôt que de changer de couleur, ces particules changent de masse. Dans les environnements à haute densité, comme celui près de la Terre, ils ont une masse élevée et sont donc difficiles à détecter. C'est pourquoi nous ne voyons pas les effets des particules de caméléon sur notre système solaire, mais plutôt uniquement à des échelles cosmologiques extrêmement grandes, où, dans l'ensemble, la matière est rare, selon la théorie.
Afin de tester la théorie des caméléons, les chercheurs ont effectué de puissantes simulations informatiques, faisant tourner la matière noire virtuelle - une substance encore inconnue surpassant largement la matière visible dans l'univers - avec les quatre forces connues et les particules de caméléon pour créer des structures célestes comme notre système solaire. , selon un communiqué.
Mais jusqu'à présent, les limitations de la puissance de traitement ont signifié que les modèles ne pouvaient pas inclure de matière ordinaire et visible, comme les protons et les électrons. Li et ses collègues ont utilisé des superordinateurs pour enfin inclure les particules ordinaires à côté de tout le reste et produire des structures à l'échelle de la galaxie.
"Les simulations montrent que des galaxies réalistes, comme notre propre voie lactée, peuvent se former malgré le comportement compliqué de la gravité", a déclaré Li.
L'équipe espère que d'autres modélisations révéleront des moyens de distinguer la théorie des autres hypothèses sur l'énergie sombre, a-t-il ajouté.
Ces idées remettent-elles donc en cause la théorie d'Einstein de la relativité générale, comme cela a été largement rapporté?
"Le défi est un mot fort", a déclaré à Live Science Jeremy Sakstein, physicien à l'Université de Pennsylvanie à Philadelphie qui n'était pas impliqué dans le travail.
Pour tester la relativité générale, il est utile d'avoir des théories concurrentes, a-t-il ajouté, et cette nouvelle recherche représente une étape vers la prédiction de ce que ces alternatives pourraient voir à des échelles cosmologiques.
