La cosmologie ,
l'étude de l'univers, est en proie à de nombreux problèmes non résolus.
Historiquement, ces problèmes non résolus ont amené de nouveaux développements
de la physique qui allaient révolutionner le domaine, mais dans le dernier
demi-siècle, les cosmologistes ont été de découvrir de nouveaux problèmes et de
fournir moins de solutions correspondantes. Trouver des solutions à ces
problèmes peut exiger une nouvelle pensée radicale, et plus de tolérance à
embaucher des docteurs enclins à poursuivre leurs propres idées plutôt que de
simplement suivre ceux de scientifiques de haut niveau.
Un des problèmes
les plus en vue de la cosmologie est la constante cosmologique, qui régit
l'expansion de l'univers, aussi connu comme l'énergie sombre. Une partie
importante, environ 60%, de la masse-énergie dans l'univers est dans une forme
d'énergie mystérieuse qui pousse le cosmos part à un rythme accéléré. Quelle
est cette énergie, et où vient-elle? Les cosmologistes n’ont aucune idée
réelle.
Bien que donné
un nom similaire, il y a un autre problème dans la cosmologie, la soi-disant la
matière noire, qui est en fait rien à voir avec l'énergie sombre, sauf dans la
mesure où ils impliquent des choses que nous ne comprenons pas. Environ 90% de
la masse de l'univers est dans une forme apparemment invisible de la matière
que nous appelons la matière noire. Cette matière noire ne peut être mesurée
par l'attraction gravitationnelle qu'elle a sur les objets autour de lui, et
toutes les galaxies que nous observons contiennent de grands halos de celui-ci,
s'étendant souvent pour des centaines de milliers d'années-lumière au-delà du
bord de la matière lumineuse. Est-ce la matière soit réelle sombre, comme
faiblement particules massives interagissant (de WIMPs), ou peut-être c'est
juste un artefact d'observation provoquée par une mauvaise théorie de la
gravité? Toute cosmologiste qui figure sur ce serait pratiquement garanti un
prix Nobel, mais aucun n'a réussi.
Un autre mystère
est pourquoi il y a tellement plus de matière que d'antimatière dans l'univers.
Selon les théories physiques, ces formes de la matière sont essentiellement équivalentes,
mais la matière classique est observée dans de plus grandes abondances que
l'antimatière. Y a-t-il une très grande quantité de ces deux types de l'univers
au début, et ils ont surtout anéanti avec l'autre pour laisser la question
d'aujourd'hui? Ou était-il beaucoup plus de matière classique depuis le début?
Si vous êtes un cosmologiste, c'est le genre de chose qui vous empêche de
dormir la nuit.
Certaines des
réponses aux questions ci-dessus peuvent être dérivées du principe anthropique
- l'idée que sont les valeurs observées étaient très différentes, l'univers
serait hostile à la vie et donc il n'y aurait pas cosmologistes à poser ces
questions. Mais d'autres voient le principe anthropique comme une échappatoire,
car il offre une explication commode pour pratiquement tout ce que nous
voulons. Il existe de nombreux autres problèmes non résolus dans la cosmologie,
ayant à voir avec la production de masse des neutrinos, la question de
l'entropie dans le passé lointain, et les conditions de l'univers immédiatement
après le Big Bang. Si vous voulez en savoir plus, allez lire un livre sur le
sujet par un cosmologiste respecté.
