3.4 Tache froide cosmique : l’empreinte d’un décalage vers le rouge par évolution du trajet

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I. Phénomènes et difficultés

• Une zone remarquablement froide dans le ciel. Les cartes tout-ciel du fond diffus cosmologique (CMB) montrent une région vaste, stable et légèrement plus froide, dont l’échelle et la morphologie rendent improbable une fluctuation aléatoire.
• Une cause à la source ou en chemin ? Après soustraction des avant-plans, le déficit thermique varie peu avec la bande observée, ce qui écarte une émission ou une absorption locales. Reste à trancher : le rayonnement est-il « né plus froid » ou a-t-il été modifié pendant la propagation ?
• Lien avec la structure à grande échelle. Plusieurs indices observationnels pointent vers un sous-vide étendu sur la ligne de visée. Si un très grand volume à faible tension existe dans cette direction, un effet de trajet s’impose ; il faut toutefois préciser la chaîne causale qui fixe l’ampleur et l’origine du refroidissement.

II. Mécanisme physique

1. Un changement sur le trajet, non une source plus froide.
2. Dans l’image des fils d’énergie, la lumière est un paquet de perturbations qui parcourt la mer d’énergie. Si la carte tensielle reste statique tout au long du trajet, les décalages à l’entrée et à la sortie s’annulent. Si la région évolue pendant le passage du photon, l’asymétrie entrée/sortie laisse un décalage résiduel et achromatique : c’est le décalage vers le rouge d’évolution du trajet (PER).
3. Une chaîne causale en trois étapes.
   • Entrer dans un grand volume à faible tension. La propagation ralentit, le rythme de phase s’allonge : le spectre se décale légèrement vers le froid.
   • Évoluer pendant le séjour. Le volume n’est pas statique ; au fil du temps cosmique, il « rebondit » et s’adoucit.
   • Sortir avec une compensation insuffisante. Au moment de la sortie, les conditions ont changé ; l’effet de sortie n’efface pas entièrement celui de l’entrée, d’où un refroidissement net. Les trois étapes sont nécessaires ; sans évolution interne, la signature disparaît.
4. Pourquoi un volume « grand et doux » est requis.
5. L’effet dépend de la durée de résidence du photon et de l’amplitude/sens de l’évolution pendant cette durée. Trop petit ou trop brusque, le volume conduit à des compensations de bord ; trop vaste et trop rapide, il introduit des annulations complexes. La visibilité de la tache froide traduit un compromis précis : assez grande et d’évolution modérée.
6. Ni obscurcissement gravitationnel, ni refroidissement par diffusion.
7. La lentille gravitationnelle redirige surtout les trajets et les temps d’arrivée en conservant la brillance surfacique. La diffusion ou l’absorption introduit des signatures chromatiques et morphologiques. Ici, l’empreinte est un abaissement de température achromatique : elle renvoie à une topographie tensielle qui évolue dans le temps, non à un écran de matière ni à une coloration du milieu.
8. Partage des rôles entre effets structurels.
9. Dans un vaste sous-vide, la gravité tensielle statistique (STG) — somme des tractions de nombreuses particules instables généralisées (GUP) — est plus faible et fournit le fond « à faible tension ». Les injections irrégulières liées à l’annihilation se manifestent comme bruit tensiel de fond (TBN) qui grave une texture fine aux bords. Ces éléments sculptent la frontière, mais la baisse de température provient principalement de l’évolution du volume pendant le transit.
10. Pourquoi des trajets différents donnent des réponses différentes.
11. Des photons micro-ondes issus de la même époque qui contournent le volume évolutif montrent peu ou pas de décalage vers le rouge d’évolution du trajet, tandis que ceux qui le traversent conservent un refroidissement net. Les écarts directionnels de température s’ensuivent naturellement ; la « tache froide » marque la trajectoire qui a percé la région en évolution.

III. Analogie

Imaginez un escalator dont la vitesse change en cours de trajet. Si la vitesse reste constante, l’heure d’arrivée ne dépend que des extrémités. S’il ralentit à mi-parcours, le retard accumulé ne se « rattrape » pas à la sortie ; on arrive plus tard. La tache froide se comporte ainsi : non parce que la destination serait plus froide, mais parce que le changement de vitesse au milieu a allongé le rythme de phase.

IV. Comparaison avec les descriptions traditionnelles

• Terrain d’entente : un effet de trajet. La cosmologie standard parle d’évolution temporelle du potentiel gravitationnel le long de la ligne de visée. Nous décrivons la même réalité comme une réorganisation de la topographie tensielle pendant le passage. Dans les deux cas, il s’agit d’un terme achromatique de trajet, non d’une source plus froide.
• Différences : langage et accent. Les traitements classiques privilégient les intégrales géométriques et de potentiel ; ici, nous mettons en avant la physique du milieu — asymétrie entrée/séjour/sortie — et la conversion de l’évolution en décalage négatif net. Les observables concordent.
• Insertion dans un tableau plus large. La même logique « changement en chemin » intervient dans les délais de temps des lentilles fortes et dans de légers ajustements du côté fréquentiel ; sur des trajets non évolutifs, seul le temps d’arrivée varie, pas la ligne de base thermique. La tache froide est l’empreinte la plus lisible du décalage vers le rouge d’évolution du trajet.

V. Conclusion

La tache froide cosmique ne résulte pas d’un rayonnement « né plus froid », mais du passage d’un photon à travers un grand volume à faible tension en évolution : le décalage à l’entrée dépasse la compensation à la sortie et laisse un refroidissement achromatique net. Un tel signal exige trois conditions réunies : traverser un volume suffisamment grand, y séjourner assez longtemps, et une évolution réelle durant ce séjour. Replacée dans cette chaîne causale claire, la tache froide cesse d’être une curiosité et devient le sceau manifeste du décalage vers le rouge d’évolution du trajet sur la carte tout-ciel.