Énergie noire et modèles d'univers

Depuis 1998, on sait que l’expansion de l’Univers s’accélère. Du fait de cette découverte, faite grâce à l’observation des supernovae de type Ia, qui peuvent être considérées comme des chandelles standard, le prix Nobel a été décerné à Saul Perlmutter, Adam Riess et Brian Schmidt en 2011. Jusqu’à cette époque, les astronomes étaient persuadés que l’expansion décélérait, ralentie par la propre gravité du contenu de l’Univers. Une accélération implique une répulsion, et non une attraction, d’où l’invention de l’énergie noire, composant dont la pression est une fonction négative de la densité. Cette énergie noire pourrait-elle être l’énergie du vide quantique, extrapolée sur des échelles cosmologiques ? Très vite, on s’aperçoit que ce n’est pas le cas, car l’énergie prédite serait de 120 ordres de grandeur supérieure à ce qui est observé. Toutes les observations sont plutôt compatibles avec une constante cosmologique, mais le problème d’ajustement fin et de coïncidences remarquables est difficile à expliquer. La constante cosmologique permettrait de prédire le destin de notre Univers, en expansion exponentielle, comme l’Univers vide de De Sitter. Cette expansion exponentielle ressemble fort à la phase première qui se produit dans une fraction de seconde après le Big Bang : l’inflation. L’inflation est nécessaire pour expliquer le problème de l’horizon et de la platitude de l’Univers.