Résumé
L’Univers est extrêmement homogène et isotrope à son début, comme le montre le fonds cosmologique micro-onde. Mais aujourd’hui, les grandes structures sont très contrastées. Existerait-il un effet de ces structures sur la dynamique de l’espacetemps ? C’est ce phénomène que l’on appelle la « back-reaction ». Pour décrire l’Univers, on se place en effet dans l’hypothèse d’homogénéité, d’un Univers « lisse » à partir d’une densité moyenne, qui permet de calculer la métrique, et de définir la géométrie de l’Univers. Les équations d’Einstein relient la géométrie de l’Univers à son contenu en densité de matière et impulsion. Mais il n’y a pas de commutativité entre l’application de ces équations et le calcul de la moyenne, les équations d’Einstein sont non linéaires. Certains ont essayé de calculer l’influence de la back-reaction et de montrer qu’elle pourrait conduire à une expansion accélérée de l’Univers, même à partir d’un fluide avec pression positive ou nulle. L’avantage de ce modèle est qu’il ne serait pas nécessaire d’ajouter une cinquième force, et cela expliquerait que l’énergie noire ne devienne dominante que récemment, lorsque les structures deviennent très contrastées. Le modèle-jouet de Nambu-Tanimoto en 2005, à partir d’une petite sphère-test, était prometteur. Mais depuis, Green et Wald (2011, 2016) ont montré avec des calculs plus sophistiqués que l’effet serait négligeable. Le débat reste ouvert, par manque d’une quantification ultime. De nombreux tests sont possibles, les amas de galaxies en fournissent plusieurs, de même que les oscillations acoustiques baryoniques (BAO), les lentilles gravitationnelles, etc.
Localement, les flots cosmiques locaux des structures commencent à être bien connus, notamment notre mouvement de 600 km/s vers le grand attracteur, un superamas de galaxies derrière la Voie lactée. Pourtant nous n’arrivons pas à converger vers un dipôle commun avec le fonds cosmologique micro-onde, il existe un flot cosmique résiduel de 200 km/s. Les amas de galaxies, avec l’effet SZ connu en micro-onde, et les émissions de rayons X permettent aussi de déterminer les distances, et de lever des dégénérescences avec le fonds cosmologique.
