L'Univers pourrait s'éteindre dans 33 milliards d'années

Ce travail combine des résultats d'observation issus de grands relevés cosmologiques avec un cadre théorique spécifique. Le groupe de recherche a ajusté un modèle dans lequel un champ de type axion ultra-léger interagit avec la familière constante cosmologique (le Λ du modèle ΛCDM). Leurs paramètres de meilleur ajustement, lorsqu'ils sont combinés aux mesures récentes de l'équation d'état de l'énergie noire, favorisent une constante cosmologique effective négative dans ce modèle. Un Λ négatif entraîne la victoire de l'attraction gravitationnelle aux échelles cosmologiques, produisant une inversion de l'expansion et un « Big Crunch » final. Les auteurs rapportent une durée de vie de référence d'environ 33 milliards d'années pour l'univers dans ce modèle.

Pourquoi ces nouvelles données sont importantes

Depuis deux décennies, le portrait cosmologique standard est simple et robuste : une constante cosmologique positive produit une expansion accélérée qui se poursuit indéfiniment, menant à un futur froid et vide souvent appelé le « Big Freeze ». Mais les publications récentes de grands ensembles de données — notamment ceux cartographiant les oscillations acoustiques baryoniques, les distances des supernovas et le regroupement des galaxies à grande échelle — ont ouvert la possibilité que l'équation d'état de l'énergie noire w puisse différer de la valeur constante w = −1 attendue pour l'énergie pure du vide. Plusieurs analyses indépendantes ont trouvé des tensions légères mais non négligeables avec une constante cosmologique pure, et ce sont ces tensions qui permettent à des modèles dynamiques tels que la proposition des axions de produire un destin final qualitativement différent.

Quel rôle jouent les axions ?

Chiffres et échelles de temps, en clair

• L'âge de l'univers aujourd'hui : ~13,8 milliards d'années.
• Durée de vie totale modélisée dans le scénario axion + Λ négatif : ~33 milliards d'années depuis le Big Bang.
• L'expansion se poursuivrait jusqu'à un maximum dans environ 11 milliards d'années ; la phase de contraction commencerait alors pour culminer dans un Big Crunch dans environ 20 milliards d'années.

Des bémols importants

Le résultat est frappant, mais il est loin de constituer un verdict définitif sur le destin cosmique. Premièrement, l'inférence d'une constante cosmologique négative survient au sein d'un modèle spécifique qui inclut un degré de liberté supplémentaire (l'axion). Différents paramétrages ou modèles peuvent s'ajuster aux mêmes données sans nécessiter Λ<0. Deuxièmement, les mesures actuelles de l'équation d'état de l'énergie noire indiquent des indices de comportement dynamique à un niveau de quelques sigmas dans certaines combinaisons d'ensembles de données, mais ces tensions sont modestes et dépendent du modèle ; elles ne sont pas encore universellement acceptées comme une preuve définitive que l'énergie du vide varie dans le temps. Troisièmement, les dégénérescences dans l'estimation des paramètres cosmologiques — où différentes combinaisons de paramètres produisent des observables similaires — signifient que des explications alternatives restent plausibles. En résumé : intéressant et plausible, mais provisoire.

Autres fins cosmiques possibles

Les cosmologues continuent de peser plusieurs scénarios qualitativement différents pour le futur lointain, notamment :

Le Big Crunch version axion + Λ négatif est l'un des éléments de ce menu — distinct et spectaculaire, mais pas exclusif. Chaque scénario dépend d'hypothèses que les observations et la théorie en cours viendront tester.

Pourquoi c’est important — et la suite des événements

Déterminer le sort de l'univers est plus qu'un exercice de culture générale cosmique : cela sonde l'inconnu le plus profond de la physique contemporaine, la nature de l'énergie noire et sa relation avec les champs fondamentaux. La proposition de dater la fin de toute chose à quelques dizaines de milliards d'années est un exemple de la rapidité avec laquelle l'amélioration des ensembles de données permet aux théoriciens de transformer des questions autrefois philosophiques en hypothèses quantitatives vérifiables.

Au cours des prochaines années, une série d'expériences et de relevés affineront le tableau : les nouveaux jeux de données de DESI, les réanalyses d'échantillons de supernovas de type Ia, et les observations d'Euclid, SPHEREx et de l'observatoire Vera Rubin devraient réduire les incertitudes sur les paramètres et tester si une énergie noire dynamique est réellement nécessaire. Si les reconstructions de l'histoire de l'énergie noire, répétées et indépendantes du modèle, continuent de s'éloigner d'une pure constante cosmologique, les mécanismes de type axion exigeront une attention plus soutenue ; sinon, le modèle ΛCDM standard retrouvera sa primauté.

L'essentiel

Affirmer que « tout disparaîtra » à une date précise est une exagération lorsqu'elle est déconnectée de son contexte. Une nouvelle analyse théorique bien documentée montre que, dans le cadre d'un modèle plausible combinant axion et constante cosmologique et ajusté aux données récentes, l'univers pourrait s'inverser et s'achever dans un Big Crunch dans environ 33 milliards d'années. Mais cette conclusion dépend de manière critique des choix de modèles et de données qui font toujours l'objet d'un examen attentif. La décennie d'observations à venir sera décisive pour nous dire si cette conclusion spectaculaire passera du statut de possibilité spéculative à celui de prédiction robuste — ou si le cosmos nous réserve un destin différent et plus silencieux.

James Lawson est journaliste scientifique chez Dark Matter, couvrant la physique, l'espace et les technologies émergentes. Il détient un MSc en communication scientifique et un BSc en physique de l'University College London et est basé au Royaume-Uni.