Dans l'étirement le plus complet : Prédire l'effondrement de l'univers

Imaginez le cosmos comme un grand ballon—toujours en train de se gonfler, s'étirant vers l'extérieur dans une majesté silencieuse. Pourtant, certains murmurent que cet étirement pourrait un jour s'arrêter, puis se inverser lentement comme si le ballon était doucement tiré vers l'intérieur. Cette inversion, le "Big Crunch", a longtemps été spéculative. Mais maintenant, un nouveau cadre théorique suggère que nous pourrions même attribuer un temps à cette contraction cosmique. L'univers, semble-t-il, ne s'étendra pas éternellement.

Cette nouvelle prédiction émerge d'un modèle où l'énergie noire n'est pas une constante fixe, mais un champ dynamique. Les auteurs—provenant d'institutions telles que l'Université Cornell et Shanghai Jiao Tong—proposent un modèle d'énergie noire axionique (aDE), combinant un champ d'axions ultralégers avec une constante cosmologique négative. Dans ce schéma, l'expansion actuelle est entraînée par le composant axionique ; au fil du temps, il s'estompe, permettant à la constante cosmologique négative de dominer et d'inverser l'expansion. (Extrait de The Lifespan of our Universe préimpression)

En intégrant des contraintes d'observation dans ce cadre, les chercheurs trouvent une durée de vie cosmique totale d'environ 33 milliards d'années. Dans cette projection, l'univers continuera de s'étendre pendant environ 7 milliards d'années supplémentaires avant d'atteindre sa taille maximale (environ 69 % plus grande qu'aujourd'hui), puis se contractera progressivement jusqu'à s'effondrer en une singularité. (Cela donne environ 20 milliards d'années de contraction après la phase d'expansion)

Dans une autre variante de leur analyse, la phase de contraction pourrait commencer plus tôt—après 10 milliards d'années—ce qui signifie qu'une grande partie de l'effondrement est à venir. Mais le résultat cohérent est que le Big Crunch, dans ce modèle, se situe à des dizaines de milliards d'années dans le futur.

Cette vision contraste fortement avec le modèle cosmologique constant (ΛCDM) prédominant, dans lequel l'énergie noire est statique et entraîne une expansion accélérée sans fin—le soi-disant "mort thermique" ou "grand gel". Des données récentes provenant d'enquêtes telles que DES et DESI ont laissé entendre que l'énergie noire pourrait s'affaiblir—ouvrant la voie à des modèles comme aDE. (Les observations suggèrent que la force de l'énergie noire pourrait avoir atteint un pic plus tôt et est maintenant en légère baisse)

Cependant, les calculs reposent sur des fondations incertaines. La géométrie, l'équation d'état et l'évolution de l'énergie noire restent profondément instables. L'ajustement aux données permet des dégénérescences (ensembles de paramètres multiples). Et des destins alternatifs—Grand Gel, Big Rip, modèles cycliques, ou même expansion éternelle—ne sont pas complètement écartés.

Pourtant, la nouvelle affirmation est audacieuse : pas seulement un récit du destin cosmique, mais un calendrier. Elle nous invite à imaginer le point médian de l'univers : que nous avons peut-être déjà dépassé plus de la moitié de sa durée. Le murmure selon lequel l'expansion pourrait ralentir, puis s'inverser, n'est plus purement spéculatif—il entre dans le domaine de la conjecture quantifiable.

Un nouveau modèle cosmologique (énergie noire axionique + constante cosmologique négative) prédit que l'univers pourrait se terminer par un Big Crunch à un âge cosmique d'environ 33 milliards d'années. Dans ce scénario, l'expansion s'arrête dans environ 7 milliards d'années et la contraction persiste pendant environ 20 milliards d'années. Le modèle remet en question l'hypothèse conventionnelle d'une expansion éternelle, bien que des incertitudes significatives demeurent et que des destins cosmiques alternatifs ne soient pas exclus.

Sources The Lifespan of our Universe (préimpression) ScienceAlert LiveScience Discover Magazine The Guardian