Dark Energy Big Bang Expansion Concept

Des chercheurs en physique proposent une nouvelle perspective sur l’énergie sombre, qui pourrait aider à mieux comprendre la relation entre la théorie quantique des champs et la relativité générale, deux cadres théoriques fondamentaux pour comprendre l’univers.

L’énergie sombre, une composante mystérieuse de l’univers, est liée à la constante cosmologique d’Albert Einstein. Deux physiciens de l’Université du Luxembourg explorent cette connexion pour éclairer ces questions complexes.

L’univers présente des caractéristiques étranges, notamment la prédominance de l’énergie sombre, qui représente environ deux tiers de son contenu et contribue à son expansion accélérée. Cette énergie mystérieuse pourrait servir de pont entre la théorie quantique des champs et la relativité générale.

Dans une étude publiée dans Physical Review Letters, les chercheurs présentent une approche novatrice pour résoudre ce défi de longue date. Ils explorent comment le vide quantique, qui contient de l’énergie selon la théorie quantique des champs, pourrait être lié à l’énergie sombre. Selon leur proposition, cette énergie du vide émerge de l’interaction entre les particules et les antiparticules virtuelles, créant ainsi un espace vide dynamique.

Le fond diffus cosmologique vu par Planck
 Fond diffus cosmologique vu par Planck. Crédit : ESA et la collaboration Planck

 

Les physiciens explorent les interactions des particules virtuelles et de leurs champs quantiques, ce qu’ils appellent les fluctuations du vide ou du point zéro. Ces fluctuations laissent derrière elles une certaine quantité d’énergie, connue sous le nom d’énergie du vide, qui joue un rôle important dans la relativité générale d’Albert Einstein.

Contrairement à l’énergie du vide, la constante cosmologique peut être mesurée directement par des expériences astrophysiques. Cependant, les calculs de l’énergie sombre basés sur la théorie quantique des champs produisent des valeurs bien plus élevées, créant ainsi une divergence connue sous le nom d'”énigme de la constante cosmologique”.

Dans une étude récente publiée dans Physical Review Letters, deux chercheurs luxembourgeois ont proposé une nouvelle interprétation de l’énergie sombre. Ils suggèrent que les fluctuations du point zéro génèrent une polarisabilité du vide, qui peut être mesurée et calculée.

En utilisant un modèle développé précédemment pour décrire les propriétés atomiques, les chercheurs ont étudié le comportement des champs quantiques représentant les interactions des électrons et des positrons. Ils ont ensuite calculé la densité d’énergie de l’auto-interaction entre ces fluctuations, obtenant ainsi des valeurs cohérentes avec la constante cosmologique mesurée.

Cette approche offre une solution élégante à l’énigme de la constante cosmologique et propose une prédiction vérifiable pour les expériences futures. Elle pourrait également éclairer la relation entre la théorie quantique des champs et la relativité générale, ouvrant la voie à une meilleure compréhension de l’univers et de ses composants.

l’énergie sombre: Synthèse

Cette étude offre une perspective fascinante sur la nature de l’énergie sombre et son lien avec la constante cosmologique. En proposant une nouvelle interprétation des fluctuations du vide quantique, les chercheurs ont apporté une contribution significative à la résolution de l’énigme de la constante cosmologique. Leur approche non conventionnelle ouvre la voie à des expériences futures visant à vérifier leurs prédictions, tout en offrant un éclairage sur la relation entre la théorie quantique des champs et la relativité générale. En fin de compte, cette recherche pourrait nous aider à mieux comprendre l’univers et ses composants, tout en nous rapprochant d’une vision unifiée de la physique fondamentale.


Source : https://journals.aps.org/prl/

 

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