L'une des nombreuses caractéristiques apparemment invraisemblables de l'énergie sombre est que sa densité est supposée constante dans le temps. Ainsi, même si l'univers se dilate avec le temps, l'énergie sombre ne se dilue pas, contrairement au reste du contenu de l'univers.
Au fur et à mesure que l'univers se développe, il semble que plus d'énergie sombre apparaisse de nulle part pour soutenir la densité constante d'énergie sombre de l'univers. Ainsi, au fil du temps, l'énergie sombre deviendra une proportion de plus en plus dominante de l'univers observable - en se souvenant qu'elle est déjà estimée à 73%.
Une solution facile à cela consiste à dire que l'énergie sombre est une caractéristique inhérente au tissu de l'espace-temps, de sorte que, à mesure que l'univers se développe et que l'espace-temps augmente, l'énergie sombre augmente et sa densité reste constante. Et c'est très bien, tant que nous reconnaissons ensuite que ce n'est pas vraiment l'énergie - puisque nos trois lois de la thermodynamique, par ailleurs très fiables, ne permettent évidemment pas à l'énergie de se comporter de cette manière.
Une solution facile pour expliquer l'accélération uniforme de l'expansion de l'univers est de proposer que l'énergie sombre ait la caractéristique de pression négative - où la pression négative est une caractéristique inhérente à l'expansion.
En appliquant cette logique obscure à l'observation, la planéité apparente observée de la géométrie de l'univers suggère que le rapport de la pression de l'énergie sombre à la densité de l'énergie sombre est d'environ 1, ou plus correctement -1, car nous avons affaire à une pression négative. Cette relation est connue comme l'équation d'état de l'énergie sombre.
En spéculant sur ce qui pourrait se produire dans l’avenir de l’univers, une solution simple consiste à supposer que l’énergie sombre est exactement ce qu’elle est - et que ce rapport pression / densité sera maintenu à -1 indéfiniment, quelle que soit la signification.
Mais les cosmologistes sont rarement heureux de laisser les choses là-bas et ont spéculé sur ce qui pourrait arriver si l'équation d'état ne reste pas à -1.
Si la densité d'énergie sombre diminuait avec le temps, le taux d'accélération de l'expansion universelle diminuerait et pourrait même cesser si le rapport pression / densité atteignait -1/3. D'un autre côté, si la densité d'énergie sombre augmente et que le rapport pression / densité tombe en dessous de -1 (c'est-à-dire vers -2 ou -3, etc.), alors vous obtenez des scénarios d'énergie fantôme. L'énergie fantôme est une énergie sombre dont la densité augmente avec le temps. Et arrêtons-nous ici pour nous rappeler que le Fantôme (le fantôme qui marche) est un personnage fictif.
Quoi qu'il en soit, à mesure que l'univers se développe et que nous permettons à la densité d'énergie fantôme d'augmenter, il s'approche potentiellement de l'infini dans une période de temps finie, provoquant un Big Rip, car l'univers devient infini à l'échelle et toutes les structures liées, jusqu'à des particules subatomiques , sont déchirés. Avec un rapport pression / densité de seulement -1,5, ce scénario pourrait se dérouler sur seulement 22 milliards d'années.
Frampton et al proposent un scénario alternatif de Little Rip, où le rapport pression / densité est variable dans le temps, de sorte que les structures liées sont toujours déchirées mais que l'univers ne devient pas infini.
Cela peut prendre en charge un modèle d'univers cyclique - car il vous évite les problèmes d'entropie. Un hypothétique univers cyclique Big Bang - Big Crunch a un problème d'entropie car l'énergie libre est perdue alors que tout devient lié par gravitation - de sorte que vous vous retrouvez avec un énorme trou noir à la fin du Crunch.
Un petit déchirement vous donne potentiellement un redémarrage d'entropie, car tout est divisé et peut donc progresser de zéro à travers le long processus de liaison gravitationnelle à nouveau - générant de nouvelles étoiles et galaxies dans le processus.
Quoi qu'il en soit, dimanche matin - l'heure d'un grand brunch.
Pour en savoir plus: Frampton et al. The Little Rip.
