Tant que cette identification de cette forme d'énergie à cette constante tenait la route, on ne prenait pas en considération une variation possible de cette composante de notre univers, mais voilà que depuis quelques années, le Dark Energy Spectroscopic Instrument, ou DESI, un programme d'observation mené depuis 2019 à l’observatoire de Kitt Peak, en Arizona, tend à rebrasser les cartes. Les résultats du DESI tendent à montrer que cette mystérieuse forme d'énergie connaîtrait des variations tout au long de l'histoire de notre cosmos. Et si cela se confirme, ça peut changer bien des choses. 

L'équivalence masse-énergie 

Depuis un peu plus d'un siècle, la relativité nous a appris que ce qui se conserve est la masse-énergie et non l'une et l'autre séparément. Masse et énergie se convertissent l'une dans l'autre. Si l'énergie sombre (ou énergie noire) varie, alors cette variation doit impliquer une conversion avec la matière de notre univers. Tant et si bien qu'avec l'appui de nouvelles observations éventuelles, nous pouvons être conduits à imaginer, qu'au fil du temps, une partie de cette énergie se convertit sans cesse en contenu de masse. Serait-ce là l'une des sources du rayonnement cosmique? Cette forme d'énergie pourrait également se convertir en rayonnement électromagnétique, de même qu'en ondes gravitationnelles. Le fond d'ondes gravitationnelles pourrait trouver là l'une de ses origines.

En imaginant que de l'énergie sombre puisse être continuellement transformée en particules de matière, l'entropie totale de l'univers augmenterait de manière significative. Une telle transformation d'une forme d'énergie pure et homogène en particules de matière constitue un processus irréversible qui produit du désordre et de l'information supplémentaire qui respecte le second principe de la thermodynamique. Cela pourrait expliquer que la conversion inverse de la matière en énergie sombre ne se produirait pas de façon dominante du fait que l'entropie globale de l'univers en serait diminuée.

Énergie sombre et matière noire

Cette conversion énergie-masse, nous pouvons penser qu'elle permettrait aussi d'être l'un des foyers d'origine de la matière noire. Tout comme pour la matière baryonique, ou matière ordinaire, la répartition de cette dernière n'est pas homogène dans l'univers. Nous pouvons dès lors nous demander s'il n'aurait pas existé, dès les premiers instants de l'univers, des foyers de ce type de conversion accélérant ainsi la formation de ce qui allait devenir les futures galaxies. La prédominance de ce phénomène aurait fait chuter aux endroits concernés la densité de cette forme d'énergie. En conséquence, la puissance de ce moteur favorisant l'expansion de l'espace se serait amoindrie suffisamment pour que les distances à l'intérieur de ces galaxies soient exemptes de cette expansion. S'il existe bel et bien une conversion énergie sombre - matière noire, une corrélation devrait pouvoir être observée : la quantité de matière noire devrait augmenter au fil du temps à l'inverse de l'énergie sombre. 

Reste le problème de l'asymétrie matière-antimatière. Du fait d'une conversion possible, cette forme d'énergie mystérieuse pourrait-elle rendre compte de cette asymétrie en faveur de la matière? Si c'est le cas, il serait alors plus difficile d'expliquer qu'elle puisse aussi se convertir en ondes électromagnétiques et gravitationnelles. À défaut de quoi, la forme d'énergie dominante de notre univers ne pourrait pas être à l'origine de la matière que nous connaissons. Par contre, rien n'interdit de penser qu'elle puisse être liée à la matière noire et, dans ce cas, de deux choses l'une : soit, cette matière noire est composée autant de matière que d'antimatière, soit, la distinction entre matière et antimatière n'existe pas pour celle-ci. Dans le premier cas, nous pourrions alors nous demander si une asymétrie quelconque bloquerait le phénomène d'annihilation de ces particules et antiparticules, évitant ainsi la conversion de toute la matière noire en rayonnement énergétique. Nous pourrions même nous demander si les lois de la nature sont les mêmes pour les particules de cette matière noire. Sans oublier qu’en cas de confirmation de ces données, une autre question devra trouver une réponse, à savoir que deviendra alors la fameuse constante cosmologique? On le voit, les nouvelles observations impliquant l'énergie sombre nous ouvrent petit à petit les portes sur tout un tas de nouvelles questions.