La physique a-t-elle une face sombre ?

Publié par Bernard Guy, le 24 novembre 2022   110

Les lecteurs des blogs Echosciences ont entendu parler des problèmes de la cosmologie contemporaine : « on ne connait que 5% de la matière et de l’énergie de l’univers ; 25 % d’une matière noire inconnue (mise en évidence par ses effets gravitationnels) et 70 % d’une énergie sombre mystérieuse (responsable de l’accélération de l'expansion de l'univers) manquent à l’inventaire ». Diverses conférences ont été annoncées dans les blogs pour présenter ce tableau et imaginer des solutions. Celles-ci vont de la recherche de particules nouvelles à la réécriture des lois de la physique.

Dans le présent texte, je viens indiquer quelques pistes pour contribuer à cet édifice en (re)construction. Il ne faudra pas manquer de les critiquer, avec leurs aspects surprenants, comme celui d’un rallongement de l’histoire de l’univers (1). Mais, devant l’ampleur du problème, peut-on se contenter d’une réparation locale ? Il y a un prix à payer. La solution que je propose est simple : elle consiste à envisager que, à l’échelle cosmologique de milliers à milliards d’années-lumière, la vitesse de la lumière est inférieure d’un facteur α à sa valeur dans le vide (par exemple celle qu’elle a à l’échelle du système solaire). Cette hypothèse est argumentée dans le texte au lien suivant : Révision du statut de la « vitesse de la lumière » et examen de quelques problèmes cosmologiques - Archive ouverte HAL (archives-ouvertes.fr)

L’intérêt, si j’ose le dire, d’une telle proposition, est qu’un seul facteur ouvre la discussion sur une variété de problèmes, apparemment déconnectés. La valeur α ≈ 2.4 rend compte des écarts de vitesses observés pour les objets célestes entre les mesures et ce qui est attendu ; son carré α2 ≈ 6 donne le rapport entre la matière noire et la matière baryonique (ou matière ordinaire), sa puissance 4, soit α4 ≈ 36, le rapport entre l’énergie sombre et la matière ordinaire. Ces puissances de α ne tombent pas du ciel comme des chiffres magiques ; elles dérivent de raisonnements physiques utilisant, pour la matière noire, les lois de Newton et celles de la relativité générale, et pour l’énergie sombre, les équations d’Einstein (relativité générale). Matière noire et énergie sombre sont les noms des corrections utiles pour compenser l’erreur faite en gardant pour la vitesse de la lumière aux échelles cosmologiques sa valeur « habituelle ».

Les présentes lignes supposent une extension de l’honnête « culture scientifique » des lecteurs du Blog Echosciences Loire. Elles ne correspondent pas pour autant à un article scientifique. Merci donc de les prendre comme une bouteille à la mer (atteindra-t-elle quelques physiciens ?), comme l’annonce de l’ouverture d’un chantier (tiendra-t-il ses promesses ?) avec, pour les plus curieux (ou les plus physiciens) l’annonce du lieu où ils pourront en savoir plus ; dans l’attente d’un regard critique. Merci pour votre attention.

(1) L’univers pourrait avoir 33 milliards d’années (soit 13,8 multiplié par 2,4) : ce rallongement par rapport à l’âge standard renvoie autant à la chronologie basée sur la loi de Hubble, avec une constante du même nom revue à la baisse, qu’à la dynamique d’évolution plus lente des phénomènes du fait des masses moins importantes que l’on pensait.