Une étude récente publiée dans Physical Review Letters révèle des incohérences entre les données d'observation et le modèle cosmologique standard de l'évolution de l'univers, suggérant la nécessité d'une nouvelle physique.
Les astrophysiciens ont analysé les structures à grande échelle, comme les amas de galaxies, et ont trouvé des incohérences dans la formation des structures cosmiques. Le modèle Lambda-CDM, qui décrit le développement de l'univers sur 13,8 milliards d'années, inclut la matière noire froide, la matière ordinaire, le rayonnement et une constante cosmologique associée à l'énergie noire.
Bien que le modèle Lambda-CDM ait réussi à expliquer de nombreuses observations cosmiques, il échoue à rendre compte de l'inflation cosmique, de la nature de l'énergie noire et de la matière noire. Des observations récentes indiquent des phénomènes anormaux incompatibles avec ce modèle.
Les nouvelles découvertes ont mis en évidence des incohérences dans les mesures directes et indirectes du taux d'expansion de l'univers, ainsi que dans l'accumulation de matière nécessaire à la formation de structures à grande échelle. De plus, il existe des indications que l'énergie noire pourrait ne pas rester constante sur de longues périodes.
L'analyse a montré que la croissance des structures cosmiques se produit à un rythme plus lent que prévu par le modèle standard. Cependant, aucune preuve n'a été trouvée pour soutenir des changements dans l'énergie noire, suggérant qu'elle reste une constante cosmologique.
Concernant le taux d'expansion de l'univers, les données ne s'alignent pas avec les mesures locales, indiquant une différence à de vastes distances. Les astrophysiciens ont noté un problème significatif : la croissance plus lente des structures cosmiques dans l'univers tardif par rapport à l'univers précoce, qui ne peut être expliquée par la présumée constance de l'énergie noire.
La probabilité que la croissance plus lente des structures cosmiques soit un événement aléatoire est d'environ 1 sur 300 000, impliquant qu'un phénomène inexpliqué pourrait indiquer l'existence d'une nouvelle physique.
Cela pourrait être lié à la nature mystérieuse de la matière noire, qui pourrait être composée de particules hypothétiques appelées axions, ou suggérer des interactions entre la matière noire et la matière ordinaire au-delà de la gravité. De telles explications pourraient clarifier la lente croissance observée des structures à grande échelle.
Les résultats de l'étude remettent en question les compréhensions actuelles de la formation des structures cosmiques et du modèle cosmologique standard. Les astrophysiciens soulignent la nécessité de nouvelles données pour clarifier si les modèles existants nécessitent une révision.