La théorie de la relativité générale d’Einstein prédit que l’expansion de l’Univers ralentit avec le temps. Or, depuis 1998, on sait que l’expansion s’accélère depuis environ 5 milliards d’années. Il y a pour l’instant deux façons de résoudre ce problème : invoquer l’existence d’une énergie sombre invisible ou réviser les lois de la gravité à très grande échelle. Laquelle est la bonne ? Les deux sont-elles envisageables ? C’est ce que cherchent les cosmologistes depuis une trentaine d’années.
Dans le cadre d’une recherche récente dite Dark Energy Survey https://www.darkenergysurvey.org/ , une nouvelle étude a comparé les déformations de l’espace et du temps causées par les galaxies sur plusieurs milliards d’années. Résultat : les observations lointaines confirment Einstein, mais à des époques plus récentes, entre 3,5 et 5 milliards d’années, un écart apparaît. Ce désaccord est-il suffisant pour rejeter la relativité générale ?
Nous publions ci-dessous les références et l’abstract d’une étude qui vient de paraitre dans Nature Communications
- Article
- Published: 11 November 2024
Measurement of the Weyl potential evolution from the first three years of dark energy survey data
volume 15, Article number: 9295 (2024)
- Abstract
The Weyl potential, which is the sum of the spatial and temporal distortions of the Universe’s geometry, provides a direct way of testing the theory of gravity and the validity of the ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) model. Here we present measurement of the Weyl potential at four redshifts bins using data from the first three years of observations of the Dark Energy Survey. We find that the measured Weyl potential is 2 σ, respectively 2.8 σ, below the ΛCDM predictions in the two lowest redshift bins. We show that these low values of the Weyl potential are at the origin of the tension between Cosmic Microwave Background measurements and weak lensing measurements, regarding the parameter σ8 which quantifies the clustering of matter. Interestingly, we find that the tension remains if no information from the Cosmic Microwave Background is used. Dark Energy Survey data on their own prefer a high value of the primordial fluctuations, together with a slow evolution of the Weyl potential. An important feature of our method is that the measurements of the Weyl potential are model-independent and can therefore be confronted with any theory of gravity, allowing efficient tests of models beyond General Relativity.
Note
A titre exceptionnel, nous proposons ci-dessous, vu la complexité du sujet, une traduction de l’abstract
On nomme potentiel de Weyl la somme des distorsions de la géométrie de l’Univers dues à l’espace et au temps. Ces données procurent une façon directe de tester la théorie de la gravité et la validité du modèle dit Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM). Ici nous présentons des mesures du potentiel de Weyl dans quatre séries de données intéressant la déviation vers le rouge correspondant à trois ans d’observation réalidées par la Dark Energy Survey https://www.darkenergysurvey.org/
Nous constatons que les potentiels de Weyl mesurés sont 2 σ, respectivement 2.8 σ en dessous des prédictions de la ΛCDM dans les deux séries les plus basses de déviation vers le rouge. Nous montrons que ces valeurs basses du potentiel de Weyl sont à l’origine des tensions entre les mesures du CMB Cosmic Microwave Background et les faibles tensions observées concernant le paramètre σ8 qui quantifie la densité de matière. . Nous avons constaté avec intérêt que la tension demeure identique si le CMB est utilisé.
Les données concernant l’observation de la matière noire (Dark Energy survey) préfèrent donner une valeur haute aux fluctuations primordiales, en même temps qu’une évolution lente du potentiel de Weyl. Un point important de notre méthode est que les mesures sont indépendantes du modèle et peuvent donc être comparées à toute théorie de la gravit, ce qui permet des tests efficaces des modèles autres que la Gravité Générale.
Europe Solidaire 