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Cosmologie: une solution à la pire prédiction en physique
La constante cosmologique, introduite il y a un siècle par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale, est le poil à gratter des physiciens. L’écart entre la prédiction théorique de ce paramètre et sa mesure basée sur des observations astronomiques est de l’ordre de 10121. Sans surprise, cette estimation est considérée comme la pire de toute l’histoire de la physique. Dans un article à paraître dans la revue Physics Letters B, Lucas Lombriser, professeur assistant au Département de physique théorique (Faculté des sciences), propose une approche qui semble être en mesure de résoudre cette incohérence. L’idée originale du papier consiste à accepter qu’une autre constante, celle de la gravitation universelle G de Newton qui intervient aussi dans les équations de la relativité générale, puisse varier. Cette avancée potentiellement majeure, reçue positivement par la communauté scientifique, doit toutefois encore être poursuivie afin de produire des prédictions susceptibles d’être confirmées – ou infirmées – expérimentalement.
Albert Einstein regrette d’avoir introduit la constante cosmologique, devenue inutile à ses yeux, et la qualifie même de «plus grande bêtise de sa vie»
«Mon travail consiste en une manipulation mathématique inédite des équations de la relativité générale qui permet – enfin – d’accorder la théorie et l’observation au sujet de la constante cosmologique», estime Lucas Lombriser.
Le célèbre physicien Albert Einstein avait besoin de la constante cosmologique pour que sa théorie soit compatible avec un Univers qu’il imaginait statique. En 1929, le physicien Edwin Hubble découvre toutefois que les galaxies s’éloignent toutes les unes des autres, signe que l’Univers est en réalité en expansion. En apprenant cela, Albert Einstein regrette d’avoir introduit la constante cosmologique, devenue inutile à ses yeux, et la qualifie même de «plus grande bêtise de sa vie».
En 1998, l’analyse précise des supernovæ lointaines offre la preuve que l’expansion de l’Univers, loin d’être constante, subit même une accélération, comme si une force mystérieuse faisait gonfler le cosmos de plus en plus rapidement. La constante cosmologique est alors de nouveau appelée à la rescousse afin de décrire ce que les physiciens appellent l’«énergie du vide». Une énergie dont la nature est inconnue (on parle d’énergie sombre, de quintessence, etc.), mais qui est responsable de l’expansion accélérée de l’Univers. Le problème, c’est que la valeur calculée à l’aide de la théorie et celle mesurée à partir des supernovæ semblaient inconciliables. Jusqu’à ce que Lucas Lombriser propose sa solution. —