Expliqué : Qu'est-ce que l'énergie noire et les scientifiques l'ont-ils finalement détectée ?

Grâce à des technologies de pointe et à des expériences plus récentes, les scientifiques ont trouvé certains indices à ce sujet et, la semaine dernière, une équipe internationale de chercheurs a réalisé la première détection directe putative de l'énergie noire.

Bien que la matière noire attire et retient les galaxies ensemble, repousse l'énergie sombre et provoque l'expansion de notre univers.

L'énergie noire, la forme mystérieuse d'énergie qui représente environ 68% de l'univers, a physiciens et astronomes intrigués depuis des décennies. L'énergie sombre a été noté comme le plus profond mystère dans toute la science. Avec des technologies de pointe et les nouvelles expériences, les scientifiques ont trouvé des indices certains à ce sujet et, la semaine dernière, une équipe internationale de chercheurs ont fait la première détection directe supposée de l'énergie sombre.

Ils ont remarqué certains résultats inattendus dans une expérience souterraine et écrivent que l'énergie noire peut en être responsable. L'expérience XENON1T est l'expérience sur la matière noire la plus sensible au monde et a été réalisée dans les profondeurs de l'INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italie.

La découverte suggère également que des expériences comme XENON1T, qui sont conçues pour détecter la matière noire, pourraient également être utilisées pour détecter l'énergie noire.

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L'énergie noire Vs matière noire

Tout ce que nous voyons – les planètes, les lunes, les galaxies massives, vous, moi, ce site Web – représente moins de 5% de l'univers. Environ 27 % sont de la matière noire et 68 % de l'énergie noire. Alors que la matière noire attire et maintient les galaxies ensemble, l'énergie noire repousse et provoque l'expansion de notre univers.

Bien que les deux composants soient invisibles, nous en savons beaucoup plus sur la matière noire, puisque son existence a été suggérée dès les années 1920, tandis que l'énergie noire n'a été découverte qu'en 1998, a déclaré Sunny Vagnozzi du Kavli Institute for Cosmology de Cambridge, le premier auteur de le papier publié la semaine dernière dans Physical Review D dans un communiqué. Des expériences à grande échelle comme XENON1T ont été conçues pour détecter directement la matière noire, en recherchant des signes de matière noire « frappant » la matière ordinaire, mais l'énergie noire est encore plus insaisissable.

Comment ont-ils fait la détection ?

L'année dernière, l'expérience XENON1T a rapporté un signal inattendu. Ces sortes d'excès sont Douves souvent, mais de temps en temps, ils peuvent aussi conduire à des découvertes fondamentales, a déclaré le co-auteur Luca Visinelli, des laboratoires nationaux de Frascati en Italie dans le communiqué.

Fondamentalement, il y a un peu de bruit de fond et les électrons dans XENON1T se déplaceront en moyenne un peu d'eux-mêmes, même sans matière noire ou énergie noire simplement en raison de coups de pied dus à ce fond, a expliqué le Dr Vagnozzi dans un e-mail à indianexpress.com. Nous avons vu qu'à des énergies autour de ~ 2 keV, il y a beaucoup plus d'événements que l'on ne s'y attend simplement en raison du bruit et cela pourrait être dû à l'énergie noire

Il est vraiment surprenant que cet excès pourrait en principe avoir été causé par l'énergie sombre plutôt que de la matière noire, Vagnozzi dit dans le communiqué. Quand les choses s'emboîtent comme ça, c'est vraiment spécial.

Mais certains astronomes ont aussi leurs doutes. S'il est vrai, c'est une découverte étonnante, Université de Californie, Berkeley astronome Alexei Filippenko, qui n'a pas participé à l'étude, a dit inverse.com. Mais un reste de beaucoup à faire pour vérifier s'il est vrai.

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Et si le signal était causé par une autre force ?

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L'équipe a construit un modèle physique, qui a utilisé un mécanisme de filtrage connu sous le nom de filtrage caméléon, pour montrer que les particules d'énergie noire produites dans les champs magnétiques puissants du Soleil pourraient expliquer le signal observé dans XENON1T.

Il y a quatre forces fondamentales dans notre univers, et les théories spéculatives ont proposé une cinquième force - quelque chose qui ne peut pas être expliqué par les quatre forces. Pour cacher ou masquer cette cinquième force, de nombreux modèles d'énergie noire utilisent des mécanismes spéciaux.

Le Dr Vagnozzi explique le fonctionnement du dépistage caméléon : Imaginez deux personnes portant quelque chose, un objet lourd et l'autre un objet léger. La personne avec l'objet lumineux le fera très probablement plus loin. De même, ici la cinquième force portée par ce lourd caméléon dans un environnement dense ne va pas loin.

Quand pouvons-nous obtenir une détection directe de l'énergie noire ?

Le Dr Vagnozzi dit qu'il a réfléchi à de nouvelles façons de rechercher l'énergie noire. L'équipe espère que les prochaines mises à niveau de l'expérience XENON1T et d'expériences similaires telles que LUX-Zeplin - une expérience sur la matière noire de nouvelle génération située au centre de recherche souterrain de Sanford, et PandaX-xT - un autre projet du laboratoire souterrain de Chine Jinping pourrait aider à détecter directement l'énergie noire au cours de la prochaine décennie.

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