8.8 La cosmologie « standard » ΛCDM

Accueil ／ Chapitre 8 : Théories paradigmes bousculées par la Théorie des fils d’énergie

Objectif en trois étapes

Expliquer pourquoi le modèle Lambda–matière noire froide (ΛCDM) s’est imposé, présenter les difficultés observationnelles et physiques auxquelles il se heurte, puis montrer comment la Théorie des Fils d’énergie (EFT) remplace le trio « particule sombre + Λ + expansion métrique » par un langage unifié mer d’énergie – paysage tensoriel, avec des indices testables et multi-sondes.

I. Ce que dit le cadre dominant

1. Affirmation centrale

• Nous adoptons le principe cosmologique fort et la Relativité générale pour la géométrie de fond.
• La composition se lit ainsi : la matière noire froide (CDM) pilote la croissance des structures ; la matière ordinaire illumine les objets ; la constante cosmologique (Λ) entraîne l’accélération tardive.
• La relation décalage–distance et l’évolution cosmique sont gouvernées par le facteur d’échelle (expansion métrique).
• Un petit jeu de paramètres globaux ajuste conjointement pics acoustiques du CMB, supernovæ, BAO, lentille faible et structures à grande échelle.

2. Pourquoi ce cadre séduit

• Peu de paramètres, forte cohésion : un ensemble minimal relie des données variées.
• Stabilité « d’ingénierie » : chaînes numériques et procédures d’analyse matures.
• Transmissibilité : récit clair, coût pédagogique faible.

3. Comment l’interpréter
4. ΛCDM est un succès phénoménologique d’ordre un. Pourtant ni Λ ni les particules CDM ne disposent d’une confirmation microphysique directe. À mesure que la précision s’élargit entre sondes, il faut souvent des rétroactions, des systématiques ou des libertés supplémentaires pour préserver la cohérence globale.

II. Difficultés observationnelles et débats

1. Tensions proche–loin et distance–croissance

• Les pentes globales issues de filières de distance différentes divergent de façon systématique.
• L’arrière-plan inféré des distances entre parfois en faible tension avec l’amplitude/rythme de croissance issus de la lentille faible, des amas et des distorsions d’espace des redshifts.

2. Crise des petites échelles et « trop tôt, trop massif »

• Comptes de satellites, profils cœur–halo, naines ultra-compactes : on mobilise souvent fortes rétroactions et réglages fins.
• Galaxies massives et étonnamment mûres à haut redshift bousculent les scénarios d’efficacité simples.

3. Anomalies à grand angle du CMB et « force » du lentillage

• Alignements bas-ℓ, asymétrie hémisphérique, tache froide : l’ensemble persiste.
• L’amplitude de lentillage préférée par le CMB ne coïncide pas toujours avec les calibrations lentille faible/croissance.

4. Questions d’« entité » et de naturalité

• L’origine microphysique de Λ reste peu naturelle (écart d’énergie du vide, coïncidence).
• Les particules CDM n’ont pas été détectées en laboratoire ni en recherche directe.

Conclusion courte

ΛCDM réussit remarquablement à l’ordre principal. Cependant, dès que l’on introduit dépendances directionnelles/environnementales, calibrations de croissance et dynamique des petites échelles, il faut plusieurs rustines pour maintenir l’accord inter-sondes.

III. Reformulation EFT et changements pour le lecteur

Résumé en une phrase

Employer une carte de base mer d’énergie – paysage tensoriel au lieu du triptyque « Λ + particules CDM + expansion métrique » :

• Le décalage provient de deux effets tensoriaux : décalage de potentiel tensoriel (TPR) lié à l’écart de référence source–observateur, et décalage de trajectoire évolutive (PER), un décalage achromatique net dû à la traversée d’un paysage tensoriel en évolution.
• La traction supplémentaire naît de la gravité tensorielle statistique (STG), non d’un échafaudage particulaire sombre.
• L’« apparence d’accélération » tardive est le double estampillage d’un fond tensoriel qui évolue lentement sur les comptes distance et mouvement (voir §8.5).
• La coordination et la « mise en graine » précoces découlent d’une tension élevée à décroissance lente avec gel sélectif par bruit local tensoriel (TBN) (voir §§8.3, 8.6).

Image intuitive

Voir l’Univers comme une mer qui se détend lentement :

• La détente lisse et transpose légèrement le spectre (les deux décalages tensoriels).
• La texture de surface — le paysage tensoriel — organise rassemblement et dispersion de la matière, fournissant un guide invisible pour la croissance (STG).
• La même « carte de mer » est lue différemment par chaque sonde.

Trois points essentiels

1. Moins d’entités, une seule carte

• Ni « substance Λ », ni « particules CDM ».
• Une carte de potentiel tensoriel unique pour expliquer distances, lentille, courbes de rotation et détails de croissance.

2. Délier distance et croissance

• L’apparence des distances est dominée par l’intégrale temporelle de TPR + PER.
• L’apparence de croissance est guidée par une réécriture douce via STG.
• → De petits écarts calibrés et prédictibles sont permis et relâchent des tensions existantes.

3. Imager les résidus, pas les colmater

• Les faibles biais directionnels/environnementaux ne vont plus au « seau d’erreur » ; ils deviennent des pixels du paysage tensoriel sur la même carte.
• Si chaque jeu de données exige sa « carte rustine », la unification EFT n’est pas étayée.

Indices testables (exemples)

• Contrainte achromatique : les décalages co-dérivent en optique, proche infrarouge et radio ; une dérive colorée notable contredit PER.
• Alignement d’orientation : résidus de Hubble des supernovæ, micro-décalages de la règle BAO, convergence à grande échelle de la lentille faible et bas-ℓ du CMB montrent un micro-biais de même signe selon une direction préférée commune.
• Une carte, plusieurs usages : la même carte réduit ensemble (i) les résidus de lentillage CMB et de lentille faible ; (ii) l’« attraction » des disques externes dans les courbes de rotation et l’amplitude de lentille faible ; (iii) la co-variation entre délais temporels et résidus de décalage dans les mult images de lentille forte.
• Suivi environnemental : lignes de visée traversant des structures plus riches présentent des résidus distance/lentille légèrement plus grands ; les contrastes hémisphère–hémisphère au sous-pourcent s’alignent sur l’orientation de la carte.
• Accélération précoce : la fréquence de galaxies denses à grand décalage suit l’amplitude et le calendrier inférés pour la tension élevée à décroissance lente.

Ce qui change pour le lecteur

• Point de vue : du trio « particule sombre + Λ + étirement de l’espace » à « une carte de potentiel tensoriel + deux décalages tensoriels + STG ».
• Méthode : cesser d’aplanir les résidus ; cartographier le paysage tensoriel à partir d’eux et tester « une carte, plusieurs usages ».
• Attentes : rechercher des micro-motifs cohérents, orientés et liés à l’environnement, ainsi que des signatures achromatiques, plutôt que d’imposer un ajustement global unique.

Clarifications brèves

• L’EFT nie-t-elle le succès de ΛCDM ? Non. Elle en conserve l’apparence observée, mais en reformule les causes avec moins d’engagements ontologiques.
• Est-ce une gravité modifiée ou un MOND déguisé ? Non. La traction supplémentaire provient de la gravité tensorielle statistique (STG) ; la preuve centrale est l’unicité de la carte à travers les sondes.
• Sans expansion métrique, plus de loi de Hubble ? Les deux décalages tensoriels s’additionnent presque linéairement à faible décalage, restituant la relation proche de Hubble.
• Sans particules CDM, plus de grandes structures ? L’échafaudage est fourni par le paysage tensoriel et STG, qui organisent la croissance et expliquent les mises à l’échelle des courbes de rotation et du lentillage.

Résumé de la section

ΛCDM, avec peu de paramètres, ajuste de nombreux jeux de données et demeure le meilleur cadre d’ordre zéro. Mais dès que l’on combine résidus directionnels/environnementaux, calibrations de croissance et dynamique des petites échelles, il faut des rustines. L’EFT reformule la scène avec une ontologie plus légère et une seule carte :

• distances dues au décalage de potentiel tensoriel (TPR) + décalage de trajectoire évolutive (PER) ;
• traction supplémentaire due à la gravité tensorielle statistique (STG) ;
• CMB, lentille, courbes de rotation et croissance des structures alignés sous « une carte, plusieurs usages ».

Ainsi, la « cosmologie standard ΛCDM » passe du statut « unique explication » à celui d’une apparence que l’on peut reformuler dans un cadre unifié ; sa « nécessité » s’en trouve naturellement relativisée.