Quintessence (cosmologie)

forme hypothétique d'énergie sombre

La quintessence est un concept en physique, qui permet de décrire des composantes de l'Univers. En cosmologie, la quintessence est le nom donné à une forme hypothétique d'énergie sombre, proposée comme explication aux observations de l'accélération de l'expansion de l'Univers.

Histoire du conceptModifier

Dans l'Univers, il existe quatre types de matières qui sont aussi des formes d'énergie : la matière baryonique, composant les atomes connus ; les photons, principalement formés par le fond diffus cosmologique ; les neutrinos, principalement composés du fond cosmologique de neutrinos ; et la matière noire, dont la nature exacte est à l'heure actuelle (2012)[réf. nécessaire] mal connue.

L'énergie sombre correspond à une cinquième forme d'énergie présente dans l'Univers. Cette forme d'énergie renvoie à l'idée de quintessence développée dans l'Antiquité.

La quintessence sert à alimenter la théorie de l'énergie noire. Dans ce cas, il s'agit d'une énergie transitoire du vide résultant de l'énergie potentielle d'un champ dynamique. Cette forme d'énergie noire varierait dans l'espace et dans le temps, offrant ainsi un moyen possible de la distinguer d'une constante cosmologique. Son mécanisme est également similaire (bien que très différent en échelle) à l'énergie de champ scalaire invoquée dans la théorie inflationniste du big bang[1].

NatureModifier

La quintessence est une quantité dynamique, et a généralement une densité et une équation d'état qui varie à travers le temps et qui peut présenter des fluctuations dans l'espace.

La quintessence est un champ scalaire qui a une équation d'état de type barotropique, reliant sa pression   et sa densité d'énergie  .

L'équation peut-être formulée ainsi :  .

La quantité   évolue lentement au cours du temps sur de longues périodes et elle peut connaître des variations plus rapides d'une valeur palier à une autre. Pour que la quintessence permette d'expliquer l'accélération de l'expansion de l'Univers, il faut que la quantité   soit aujourd'hui inférieure à  .

Dans une cosmologie non standard comme Cosmos à expansion d'échelle de C. Johan Masreliez, où il n'y a aucune accélération, la quantité   exactement, ce qui signifie courbure de l'espace-temps[pas clair].

Évolution du conceptModifier

Le terme en science exacte a été utilisé par les physiciens Limin Wang et Paul Steinhardt en [2], mais semble issu d'une collaboration incluant aussi Jeremiah P. Ostriker et Robert R. Caldwell[3].

RéférencesModifier

  1. (en) Adam Riess, « Dark energy (astronomy) », sur Britannica (consulté le )
  2. (en) Limin Wang & Paul J. Steinhardt, Cluster Abundance Constraints on Quintessence Models, The Astrophysical Journal, 508, 483-490 (1998), astro-ph/9804015 Voir en ligne.
  3. (en) Limin Wang, Robert R. Caldwell, Jeremiah P. Ostriker & Paul J. Steinhardt, Cosmic Concordance and Quintessence, The Astrophysical Journal, 530, 17-35 (2000), astro-ph/9901388 Voir en ligne ; cet article est déjà mentionné en cours de préparation dans l'article de Wang et Steinhardt de 1998 et implicitement indiqué comme étant antérieur à celui-ci.

Voir aussiModifier

BibliographieModifier

Articles connexesModifier

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liens externesModifier