La cosmologie peut être surprenante si l'on y ajoute une physique détaillée
Au cours de la dernière décennie, la cosmologie a été révolutionnée suite à de grandes quantités de nouvelles observations, précises. Ces observations penchent fortement en faveur de deux périodes d'expansion accélérée de l'Univers. L'une, la phase d'inflation, a eu lieu au tout début de l'Univers, et l'autre se produit actuellement. Les modèles et les données sont principalement reliés par la théorie de la perturbation linéaire. Cependant, bien d'autres effets intéressants peuvent apparaître au-delà du simple ordre linéaire, comme la non-gaussianité. Prenons par exemple le fond diffus cosmologique et l'effet de rétroaction. La rétroaction quantique des fluctuations dans l'Univers primordial peut modifier sa dynamique et ses signatures observables, alors que l'effet de rétroaction classique de structures à grande échelle pourrait contribuer à l'accélération observée actuellement. Le projet NEBRIC (Non-linear effects and backreaction in classical and quantum cosmology) voulait quantifier ces effets non linéaires avec plus de précision. Récemment, beaucoup de chercheurs se sont intéressés à des sources cosmologiques pour les champs magnétiques observés dans les galaxies et les clusters durant l'inflation. Le projet a démontré comment la renormalisation adiabatique de la fonction des deux points du champ magnétique ne convient pas pour la génération d'un champ magnétique inflationniste. Dans un modèle inflationniste chaotique, les chercheurs ont étudié l'effet de rétroaction résultant des fluctuations du tenseur et du scalaire à grande longueur d'onde, sur le facteur de Hubble effectif et l'équation d'état (par rapport à différentes catégories d'observateurs). Ils ont montré que la dynamique constatée par un observateur de champ de test peut différer de l'équivalent pour le fond. Les travaux de NEBRIC ont conduit à de nouveaux outils. Ils s'appliquent au domaine de la cosmologie relativiste, plus particulièrement à l'étude de la physique non linéaire et relativiste, en vue d'extraire des informations de l'étude des structures à grande échelle et des expériences sur le fond diffus cosmologique. Le projet a montré comment l'impact des hétérogénéités aléatoires des structures cosmologiques à grande échelle observables peut être responsable de l'accélération actuelle de l'expansion de l'Univers. Les chercheurs ont calculé la bicohérence du décompte des galaxies, à fins de comparaison avec les observations de l'étude des structures à grande échelle. Ceci a montré comment tenir compte de l'impact des hétérogénéités sur les mesures locales, et peut expliquer les différences entre les valeurs de la constante de Hubble obtenue via diverses techniques de mesure.
Mots‑clés
Cosmologie, théorie des perturbations linéaires, fond diffus cosmologique, effet de rétroaction, constante de Hubble
