Un ciel qui se vide

futur

Une seule grandeur décide

Le chapitre précédent s'est arrêté sur un constat : l'époque la moins bien comprise de toute l'histoire cosmique est la nôtre, et c'est d'elle que dépend le futur (→ chap. 23). Le premier jour de l'Univers se calcule avec une physique testée dans les accélérateurs et vérifiée par les abondances d'hélium et par la carte du fond diffus. Le dernier jour, s'il y en a un, se calcule avec une composante dont on ignore la nature. Demander comment l'Univers finira revient donc à demander ce que fera l'énergie noire.

Le sort ultime de l'Univers dépend de trois choses : sa forme d'ensemble, c'est-à-dire sa géométrie, la quantité d'énergie noire qu'il contient, et l'équation d'état de cette énergie noire wiki-fate. Pendant la plus grande partie du XXᵉ siècle, les cosmologistes ne comptaient pas l'énergie noire, et la question du sort se ramenait à celle du freinage : la gravité de la matière suffirait-elle à arrêter l'expansion, puis à la retourner ? (→ chap. 22) Dans un Univers fait de matière seule, la réponse tenait à sa densité, comparée à une valeur seuil appelée densité critique. Au-dessus du seuil, l'espace serait refermé sur lui-même, l'expansion finirait par s'inverser et tout retomberait ; au-dessous, l'expansion ralentirait sans jamais s'arrêter ; au seuil exact, l'espace serait plat et l'expansion ralentirait indéfiniment sans s'inverser¹. La géométrie et le destin allaient ensemble.

Ce lien a été défait en 1998, quand deux équipes ont trouvé que l'expansion accélère Riess 1998Perlmutter 1999(→ chap. 22). Une composante qui ne se dilue pas peut faire accélérer un Univers plat, ou même en arrêter un qui serait refermé ; la géométrie ne suffit plus à dire la fin. Mais elle reste l'une des trois données du problème, et elle est mesurée. La taille apparente des taches du fond diffus renseigne sur la courbure de l'espace (→ chap. 6). Planck, combiné aux oscillations acoustiques des baryons, trouve une courbure nulle à 0,4 % près, avec 95 % de confiance planck2018inf ; le télescope ACT, en 2025, ne trouve « aucun écart à la platitude » Act 2025. L'espace est plat, aussi loin qu'on puisse le mesurer.

La deuxième donnée, la quantité d'énergie noire, est mesurée elle aussi. L'espace étant plat, la densité totale vaut la densité critique ; la matière, ordinaire et noire, en fournit 31,5 %, et le reste, ΩΛ = 0,6847 ± 0,0073, revient à l'énergie noire planck2018tab. Les supernovas de 1998 et les oscillations acoustiques des baryons réclament le même manque, par des méthodes qui n'ont rien en commun (→ chap. 22). Deux des trois inconnues du problème sont donc fixées à mieux que quelques pour cent.

Reste la troisième, et c'est elle qui décide. L'équation d'état d'une composante, notée w, est le rapport entre sa pression et sa densité d'énergie wiki-de(→ chap. 22). Elle règle la manière dont cette densité change quand l'espace grandit. Pour la matière, dont la pression est négligeable, w vaut 0, et la densité baisse comme le volume grandit : quand les distances doublent, elle est divisée par huit (→ chap. 22). Pour une constante cosmologique, w vaut exactement −1, et la densité ne change pas du tout : l'énergie noire garde les mêmes 7 × 10⁻³⁰ gramme par centimètre cube, quelle que soit la taille de l'Univers wiki-de. Entre ces deux cas et au-delà, la règle se prolonge. Une énergie noire dont le w est un peu supérieur à −1 se dilue lentement ; une énergie noire dont le w est inférieur à −1, dite « fantôme », devient plus dense à mesure que l'espace grandit².

Pourquoi cette seule grandeur suffit-elle à décider ? Parce que la matière, elle, n'a qu'un avenir possible : se diluer. Le rapport des forces entre matière et énergie noire, qui a basculé un peu après la naissance du Soleil (→ chap. 22), continuera de pencher du même côté. Aujourd'hui, la densité de la matière vaut environ 46 % de celle de l'énergie noire. Quand l'Univers aura doublé de taille, et si l'énergie noire est une constante, la matière ne pèsera plus qu'environ 5 % du total ; quand il aura décuplé, 0,05 %³. Le futur lointain de l'expansion sera gouverné presque uniquement par l'énergie noire, et la manière dont celle-ci évolue, c'est-à-dire son w, fixera la fin. Trois comportements donnent trois fins : une densité constante, une densité qui croît, une densité qui décroît.

Une précision change la portée de tout ce qui suit. Ce qu'on mesure de w porte sur le passé. Le relevé DESI suit l'influence de l'énergie noire sur les onze derniers milliards d'années Lbl-desi 2025, et il décrit son w par deux nombres : sa valeur aujourd'hui, w0, et la manière dont il a changé au cours de l'expansion, wa Desi 2025(→ chap. 23). Le sort de l'Univers, lui, dépend de ce que w fera pendant des dizaines de milliards d'années, ou pour toujours. Passer de l'un à l'autre demande une loi qui dise comment l'énergie noire évolue, et cette loi, personne ne la connaît⁴.

Le froid sans fin

Le modèle standard ΛCDM fait le choix le plus simple : l'énergie noire est une constante cosmologique, et son w vaut −1 pour toujours. Dans ce cas, l'expansion ne s'arrête jamais, et elle accélère wiki-fate. Le mécanisme découle de ce qui précède. La matière se dilue sans fin et cesse de freiner quoi que ce soit ; l'énergie noire garde la même densité, et continue de pousser. Un Univers dont presque toute l'énergie a une densité fixe s'étend à un rythme qui ne faiblit plus, et les distances y grandissent d'autant plus vite qu'elles sont déjà grandes⁵.

Cette accélération n'agit pas sur tout. Ce qu'une gravité retient ensemble ne participe pas à l'expansion : la Terre, le Système solaire, la Voie lactée ne grandissent pas (→ chap. 22)⁶. Il en va de même des amas de galaxies, ces rassemblements que leur gravité mutuelle maintient, comme celui de Coma où Zwicky a pesé en 1933 la première masse invisible wiki-dm(→ chap. 21). L'accélération agit sur les distances qui séparent ces îlots liés, et ces distances croissent de plus en plus vite. L'isolement a déjà commencé : l'expansion accélérée éloigne peu à peu les amas de galaxies les uns des autres (→ chap. 22)⁷. Dans le prolongement de ΛCDM, chaque îlot finit seul, entouré d'un espace qui s'étend sans lui.

À l'intérieur de chaque îlot, rien n'empêche l'histoire de continuer un temps. Aujourd'hui encore, des étoiles se forment dans les galaxies esa2013planck⁸. Mais la matière disponible pour en faire de nouvelles ne se renouvelle pas, et la base de ce livre ne dit ni quand s'allumera la dernière étoile, ni combien de temps brilleront les dernières. Elle ne décrit pas non plus le devenir du Soleil. Le chapitre s'en tient donc à l'échelle où elle documente le futur : l'Univers entier et sa température.

Cette température se lit dans la plus vieille lumière. Le fond diffus a été libéré vers 380 000 ans, quand l'Univers avait refroidi jusqu'à environ 3 000 kelvins (→ chap. 6)wiki-cmb. Depuis, l'expansion a étiré cette lumière d'un facteur d'environ 1 100, et sa température a baissé dans la même proportion : on la mesure aujourd'hui à 2,72548 ± 0,00057 kelvins Fixsen 2009⁹. La règle continue de s'appliquer vers le futur. Chaque fois que l'Univers double de taille, la température du rayonnement qui le baigne est divisée par deux ; quand il aura décuplé, le fond diffus sera à environ 0,27 kelvin, et à environ 0,003 kelvin quand il aura grandi mille fois¹⁰. Dans ΛCDM, la taille croît sans limite, et la température tend vers le zéro absolu sans jamais l'atteindre : l'Univers se refroidit asymptotiquement wiki-fate.

Ce destin porte deux noms. Les cosmologistes anglophones l'appellent Big Freeze, le « grand gel », par symétrie avec le Big Bang ; le nom plus ancien de « mort thermique » vient de la thermodynamique wiki-fate. Une mort thermique désigne un état où toutes les différences de température se sont effacées ; or c'est d'une différence de température, entre une étoile et l'espace froid qui l'entoure par exemple, que naît tout processus capable de produire un travail, et donc tout ce qui change¹¹. Un Univers mort de chaleur, en ce sens, est un Univers où plus rien n'arrive, et c'est à ce titre que le mot convient à un Univers glacé.

Le scénario a un statut précis, qu'il faut tenir. Il n'est pas une observation du futur. Il est ce que devient le modèle standard quand on le prolonge sans limite dans le temps, en supposant que l'énergie noire restera toujours exactement ce qu'elle semble avoir été pendant les onze derniers milliards d'années. C'est la fin « par défaut », celle qu'on obtient en ne changeant rien au modèle. Or la seule hypothèse sur laquelle elle repose, la constance de l'énergie noire, est justement celle que les données de DESI mettent en doute depuis 2025 Desi 2025(→ chap. 23).

Les derniers astronomes

En 2007, Lawrence Krauss et Robert Scherrer poussent ce prolongement jusqu'à sa conséquence la plus étrange. Leur article s'intitule « Le retour d'un Univers statique et la fin de la cosmologie ». Sa thèse tient en une phrase : « à mesure que nous extrapolons l'Univers ΛCDM actuel vers le futur, toute trace de l'expansion de Hubble disparaîtra » Krauss 2007. Les indices qui ont permis de reconstituer l'histoire cosmique, les galaxies lointaines, le fond diffus et les abondances des éléments légers, deviendront inobservables, et d'éventuels astronomes du futur lointain croiraient vivre dans un Univers statique, sans expansion ni commencement daté Krauss 2007¹².

Les trois indices ne disparaissent pas de la même manière.

Le premier est le plus direct. L'expansion se mesure en comparant, pour des galaxies qui ne nous sont pas liées, la vitesse à laquelle elles s'éloignent et leur distance ; le rapport des deux est le taux d'expansion H0 (→ chap. 23). Cette mesure suppose qu'il y ait, dans le ciel, des galaxies emportées par l'expansion. Dans le futur de ΛCDM, l'accélération éloigne ces galaxies de plus en plus vite ; leur lumière nous arrive de plus en plus étirée et de plus en plus faible, jusqu'à ne plus nous parvenir du tout¹³. Il ne reste alors dans le ciel que les galaxies de l'îlot auquel appartient l'observateur, et celles-là ne s'éloignent pas, puisque leur gravité mutuelle les retient. Un astronome qui mesurerait leurs vitesses ne trouverait aucun décalage vers le rouge systématique, aucune loi reliant vitesse et distance. L'expansion n'aurait laissé aucune trace dans son ciel.

Le deuxième indice est le fond diffus. C'est lui qui a fixé la composition de l'Univers et son âge calculé (→ chap. 7), et c'est lui qui porte, figée à 380 000 ans, l'empreinte d'un passé chaud et dense (→ chap. 6). L'expansion continue de l'étirer et de le refroidir, on l'a vu. Krauss et Scherrer concluent qu'il deviendra inobservable ; la base de ce livre donne leur conclusion, pas le détail de leur argument¹⁴. Un astronome futur n'aurait aucune raison de chercher, dans toutes les directions du ciel, un rayonnement uniforme à une fraction infime de degré au-dessus du zéro absolu.

Le troisième indice est le plus discret. Le mélange d'environ 75 % d'hydrogène et 25 % d'hélium, en masse, sorti des premières minutes wiki-chrono(→ chap. 5), est la signature chimique du passé chaud : aucune étoile ne produit cette proportion, et c'est la concordance entre ce mélange et la densité de matière mesurée par Planck qui a fait de la nucléosynthèse primordiale le premier grand succès quantitatif de la cosmologie Fields 2020. Mais les étoiles transforment l'hydrogène en hélium et en éléments plus lourds, génération après génération (→ chap. 12). Dans un futur assez lointain, le gaz d'une galaxie aura été si souvent recyclé que la proportion d'origine s'y sera effacée sous les produits des étoiles¹⁵. L'hélium de l'astronome futur ne dirait plus rien des trois premières minutes.

Qu'on relise la liste. Les décalages vers le rouge des galaxies et des supernovas ont montré que l'Univers s'étend, puis qu'il accélère (→ chap. 22). Le fond diffus a donné son âge, sa géométrie et sa composition (→ chap. 7)(→ chap. 6). Les abondances primordiales ont établi qu'il avait traversé, quelques minutes après le début de la phase chaude, une température de fusion nucléaire (→ chap. 5). Ce sont exactement les preuves sur lesquelles ce livre a construit son récit, depuis la soupe primordiale jusqu'à la bascule vers l'énergie noire. Si ΛCDM est juste, le ciel se videra un jour des indices mêmes qui ont permis de l'écrire.

Les astronomes de ce futur ne raisonneraient pas plus mal que nous. Ils appliqueraient les mêmes méthodes à un ciel qui ne contiendrait plus les données nécessaires, et leur conclusion, un Univers statique, serait la plus économique compatible avec ce qu'ils voient Krauss 2007. L'argument dit quelque chose de notre propre situation. Ce qu'on peut savoir de l'Univers ne dépend pas seulement de l'intelligence des observateurs et de la qualité de leurs instruments ; il dépend aussi de l'époque où ils observent. Nous vivons à un moment où les trois traces sont encore visibles : les galaxies lointaines emplissent les images profondes de Webb (→ chap. 10), le fond diffus se mesure à 2,7 kelvins Fixsen 2009, et le gaz primitif garde sa proportion d'hélium Fields 2020. La base de ce livre ne dit pas combien de temps durera cette fenêtre, ni à quelle date chacune des trois traces deviendra inobservable.

Le livre avait déjà rencontré une limite de ce genre, à l'autre bout de l'histoire. Avant 380 000 ans, l'Univers était opaque, et aucune lumière ne nous en parvient : la surface d'où part le fond diffus est un mur que l'observation en lumière ne peut pas franchir (→ chap. 6)¹⁶. On a pu reconstituer ce qui se passait derrière ce mur parce que le fond diffus en garde l'empreinte, et parce que les éléments légers en portent la trace. Les astronomes du futur de ΛCDM perdraient jusqu'à ces empreintes. Leur limite ne tiendrait ni à la théorie, qu'ils pourraient connaître aussi bien que nous, ni à leurs instruments, qui pourraient être meilleurs : elle tiendrait à l'absence des données elles-mêmes.

Une réserve s'impose. L'argument de Krauss et Scherrer est un prolongement de ΛCDM, avec une énergie noire strictement constante Krauss 2007. Si l'énergie noire varie, le ciel du futur sera autre, et le scénario des derniers astronomes ne vaut plus tel quel. C'est vers ces autres fins qu'il faut maintenant se tourner.

Si elle n'est pas constante

Si le w de l'énergie noire n'est pas exactement −1, le futur prend une autre forme, et le sens de l'écart décide laquelle. Le tableau qui suit résume les trois cas ; les paragraphes suivants les expliquent.

Sources : fiche energie-matiere-noires, section 9, d'après wiki-fate ; la colonne centrale suit la présentation usuelle du lien entre w et la dilution².

Le déchirement

Une énergie noire fantôme, dont le w est inférieur à −1, devient plus dense à mesure que l'espace grandit². L'expansion accroît donc la cause même qui l'accélère. Dans le cas de la constante, la poussée de l'énergie noire reste d'intensité fixe, et les îlots liés par leur gravité lui résistent indéfiniment. Dans le cas fantôme, cette poussée grandit sans cesse. L'accélération croît jusqu'à surpasser la gravité qui tient ensemble les amas, puis les autres structures, et à les déchirer : c'est le Big Rip, le « grand déchirement » wiki-fate. La source parle d'un déchirement « plus soudain » que les autres fins wiki-fate. La base de ce livre ne donne ni la date à laquelle il surviendrait pour un w donné, ni l'ordre dans lequel les structures céderaient.

Ce scénario a pris un relief particulier avec DESI. Plusieurs analyses de ses données situent, vers un décalage vers le rouge de 0,5, c'est-à-dire il y a quelques milliards d'années, un passage de w d'une valeur inférieure à −1 à une valeur supérieure Chaudhary 2025(→ chap. 23). Si ce signal est réel, l'énergie noire aurait eu, dans le passé, un comportement fantôme. Mais c'est le comportement présent et à venir qui compte pour la fin, et celui-ci irait dans l'autre sens : aujourd'hui, w0 serait supérieur à −1 Desi 2025.

Le retournement

Une énergie noire dont le w est supérieur à −1 se dilue, lentement. Sa densité diminue quand l'espace grandit. Si ce déclin se poursuit, l'énergie noire perd peu à peu la prise qu'elle a gagnée sur la matière il y a quatre milliards d'années (→ chap. 22), et l'accélération faiblit. Ce qui arrive ensuite dépend de ce vers quoi elle décline. Si sa densité tendait vers zéro, l'Univers retrouverait le régime d'avant la bascule, gouverné par la matière, et son expansion ralentirait sans s'arrêter, puisque l'espace est plat¹⁷. Si elle devenait négative, elle agirait comme une attraction supplémentaire, et l'expansion pourrait s'arrêter puis s'inverser : l'Univers se contracterait. Cette contraction, qu'on croyait écartée depuis 1998, redevient alors possible ; c'est le Big Crunch, le « grand écrasement » wiki-fate¹⁸.

En 2025, Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu et Henry Tye publient un article intitulé « La durée de vie de notre Univers » Luu 2025. Ils ajustent aux données de DES et de DESI un modèle où l'énergie noire a deux composantes. La première est un axion, une particule hypothétique déjà rencontrée parmi les candidats à la matière noire wiki-dm(→ chap. 21), utilisée ici sous la forme d'un champ dont l'énergie évolue avec le temps. La seconde est une constante cosmologique négative Luu 2025. Dans ce modèle, w diffère de −1, et l'ajustement conduit les auteurs à estimer « la durée de vie de notre Univers à 33 milliards d'années » Luu 2025. L'Univers ayant aujourd'hui environ 13,8 milliards d'années, il lui en resterait à peu près 19, et nous serions un peu avant le milieu de son histoire¹⁹. La base ne décrit pas le déroulement de ce scénario ; la lecture la plus naturelle en est que l'énergie positive de l'axion décline jusqu'à ce que la constante négative l'emporte, et que l'expansion s'arrête alors pour s'inverser²⁰.

Le chiffre de 33 milliards d'années appelle trois réserves, et chacune est sérieuse. C'est d'abord le résultat d'un seul groupe, qu'aucune autre équipe n'a reproduit dans les sources lues. C'est ensuite le résultat d'un modèle particulier : l'axion et la constante négative sont un choix d'ingrédients parmi d'autres, et un autre choix, ajusté aux mêmes données, pourrait prédire une autre fin, ou pas de fin Luu 2025²¹. C'est enfin un ajustement à un signal qui se situait lui-même autour de 3σ, sous le seuil de découverte Desi 2025. Une quatrième réserve tient aux dates. L'article est de 2025 ; il s'appuie sur des supernovas de DES que leur équipe a recalibrées en 2026 Popovic 2026. La base ne dit pas si le calcul a été refait avec l'échantillon recalibré, ni ce qu'il donnerait²².

Ce que dit le signal de DESI, et ce qu'il ne dit pas

Le signal de DESI a deux composantes, qui ne parlent pas du futur de la même manière. Le premier nombre, w0 > −1, dit qu'aujourd'hui l'énergie noire se comporterait un peu moins qu'une constante et que sa densité serait en léger déclin Desi 2025. Un déclin présent va dans le sens opposé à l'énergie noire fantôme, et le signal éloigne donc plutôt le déchirement. Il ne tranche pas pour autant entre l'expansion éternelle et la contraction. Une densité qui baisse aujourd'hui peut baisser vers une valeur positive, vers zéro, ou au-delà, vers une valeur négative, et ces trois trajectoires donnent des fins différentes. Les données de DESI décrivent le passé de w, sur onze milliards d'années Lbl-desi 2025 ; elles ne disent pas où son déclin s'arrêtera. Le modèle de Luu, Qiu et Tye choisit une de ces trajectoires, celle qui finit en contraction ; les données ne l'imposent pas²³.

Le signal lui-même a faibli. En 2025, la préférence pour une énergie noire variable allait de 2,8 à 4,2σ selon l'échantillon de supernovas associé aux données de DESI Desi 2025. Le chiffre le plus élevé reposait sur les supernovas du Dark Energy Survey ; leur recalibration de 2026, l'échantillon DES-Dovekie, le ramène à 3,2σ, ce que ses auteurs qualifient de « faible préférence » Popovic 2026. Limitée aux données de l'Univers tardif, sans le fond diffus, l'analyse ne trouve pas de préférence robuste, entre 1,1 et 2,3σ Chaudhary 2025. Aucune combinaison n'atteint les 5σ qu'on exige d'une découverte Lbl-desi 2025. Le chapitre précédent a détaillé ces chiffres et d'où ils viennent (→ chap. 23). Pour le futur, leur conséquence tient en peu de mots : le seul indice observationnel qui écarte la constante cosmologique, et avec elle le froid sans fin, n'est pas établi, et il s'est affaibli à la dernière révision.

Un second bord

Aucune de ces fins n'est une prévision au sens fort. Une prévision, au sens où la cosmologie en fait pour le passé, applique une loi connue et testée à des conditions mesurées. Les trois premières minutes se calculent ainsi : la physique nucléaire est éprouvée en laboratoire, la densité de matière est mesurée par Planck, et la prédiction des abondances se confronte aux gaz les plus primitifs Fields 2020(→ chap. 5). Pour le futur, les conditions sont mesurées, la géométrie et la quantité d'énergie noire planck2018infplanck2018tab, mais la loi manque. On ne sait pas ce qu'est l'énergie noire, et donc pas comment elle évoluera. Le froid sans fin, le déchirement et la contraction sont des conséquences de trois hypothèses sur cette loi, et aucune observation disponible ne peut porter sur le futur lui-même²⁴.

La théorie ne vient pas combler ce manque. Si l'énergie noire est l'énergie du vide, la physique devrait pouvoir en calculer la valeur. La théorie quantique des champs, qui décrit les particules élémentaires, le fait, et elle obtient une valeur environ 120 ordres de grandeur trop grande, un facteur de 10¹²⁰ wiki-de(→ chap. 22). La théorie la mieux vérifiée de la physique donne, pour la grandeur dont dépend le sort de l'Univers, le résultat le plus faux qu'elle ait jamais produit. Tant que ce désaccord n'est pas compris, rien ne permet de dire si l'énergie noire est une constante, un champ qui évolue, ou autre chose wiki-de.

Le livre s'arrête donc sur une limite, comme il a commencé. Au début, la limite était l'ère de Planck, en deçà d'environ 10⁻⁴³ seconde, où la physique connue cesse de s'appliquer et où la compréhension attend une théorie qui unisse la gravitation et la physique quantique wiki-bigbang(→ chap. 1). À la fin, la limite est une grandeur que l'on mesure, 68 % de la densité de l'Univers, et que la théorie ne sait pas calculer. Les deux bords ont un point commun, qui est une lecture de ce livre et non un résultat des sources : l'un et l'autre se trouvent à la jonction de la physique quantique et de la gravitation. L'ère de Planck est le régime où la gravitation elle-même devrait devenir quantique ; l'énergie du vide est une prédiction de la physique quantique dont l'effet gravitationnel, mesuré à l'échelle de l'Univers, contredit la valeur calculée²⁵. La base ne relie pas les deux problèmes, et rien ne dit qu'une même théorie les résoudra.

Une proposition, parmi celles que documente la base, relie explicitement les deux bords. Pour Roger Penrose, notre Big Bang serait la fin, remise à une autre échelle, d'un « éon » précédent ; chaque éon commencerait là où le précédent, infiniment dilué, s'achève Gurzadyan 2010(→ chap. 3). Dans ce scénario, dit de cosmologie cyclique conforme, le futur glacé et vide qu'annonce ΛCDM ne serait pas une fin : un Univers parvenu à ce stade deviendrait, une fois changée l'échelle à laquelle on le décrit, l'état chaud et dense d'un nouveau commencement. La question de l'avant, que le premier chapitre avait laissée suspendue (→ chap. 1), et celle de l'après recevraient la même réponse²⁶.

La proposition a un mérite que les autres scénarios du bord n'ont pas encore : elle prédit des traces observables de l'éon précédent dans le fond diffus (→ chap. 3). Ses tests ont été faits, et ils ont été négatifs. En 2010, Vahe Gurzadyan et Penrose annoncent dans les données du satellite WMAP des familles de cercles concentriques où la température varie anormalement peu, à six écarts-types Gurzadyan 2010. Ingunn Wehus et Hans Kristian Eriksen retrouvent ces cercles en 2011, mais montrent sur des simulations que le ciel observé est « entièrement compatible avec le modèle ΛCDM », le modèle standard sans éon antérieur Wehus 2011. Des « points de Hawking », taches interprétées comme la trace de trous noirs de l'éon précédent, sont annoncés ensuite à 99,98 % de confiance ; une fois prise en compte la variation de la taille des anneaux, l'excès tombe à 87 %, « guère plus de 1σ » Jow 2020. La cosmologie cyclique conforme reste une proposition. Elle montre qu'une idée sur le bord peut être mise à l'épreuve ; elle ne dit pas, en l'état, ce qu'il y a au-delà.

Il reste ce que le livre peut affirmer. Entre le seuil de l'ère de Planck et le futur que décidera l'énergie noire, l'histoire du cosmos se raconte avec précision : les trois premières minutes, la première lumière à 380 000 ans, les premières étoiles, la forge des éléments, la naissance du Soleil 9,2 milliards d'années après le début de la phase chaude, dans une matière déjà recyclée par des générations d'étoiles (→ chap. 15). Cette précision repose sur des traces que l'Univers a laissées à notre portée, et dont l'argument de Krauss et Scherrer montre qu'elles ne le resteront pas toujours Krauss 2007. Les deux bords de ce récit sont des limites de la physique ; la fenêtre au milieu est aussi une limite dans le temps.

Ce qu'on ne sait pas

On ne sait pas quelle sera la fin de l'Univers, et l'incertitude porte sur une seule grandeur. La géométrie est plate à 0,4 % près planck2018inf, la part d'énergie noire est mesurée à environ 1 % près planck2018tab ; l'équation d'état w et son évolution future restent inconnues. Trois hypothèses s'opposent : une constante (w = −1, froid sans fin), une énergie noire fantôme (w < −1, déchirement), une énergie noire déclinante (w > −1, expansion sans fin ou contraction selon la manière dont elle décline) wiki-fate. En 2026, les données préfèrent faiblement une énergie noire qui varie, autour de 3σ après la recalibration des supernovas de DES Desi 2025Popovic 2026, et pas du tout quand on se limite à l'Univers tardif Chaudhary 2025. Deux évolutions départageront la constante et la variation : les prochaines données de DESI, et un étalonnage des supernovas qui cesse de bouger d'une analyse à l'autre (→ chap. 23). Un signal qui franchirait 5σ avec plusieurs échantillons écarterait le froid sans fin comme scénario par défaut ; un signal qui retomberait sous 2σ le laisserait en place. Confiance élevée dans le fait qu'une constante mènerait au froid sans fin ; faible sur la question de savoir si l'énergie noire est une constante.

Même un signal confirmé ne dirait pas la fin. Les mesures portent sur le passé de w ; la fin dépend de son futur. Pour départager l'expansion éternelle et la contraction, il faudrait une théorie de l'énergie noire qui dise vers quoi son déclin mène, et cette théorie n'existe pas : le calcul de référence de l'énergie du vide se trompe de 120 ordres de grandeur wiki-de. Tant que ce désaccord n'est pas résolu, toute date de fin dépend du modèle choisi pour prolonger les données. Confiance élevée dans cette limite.

On ne sait pas si l'estimation de 33 milliards d'années survit à la recalibration des supernovas de DES. Elle repose sur un seul groupe, un seul modèle (axion et constante cosmologique négative) et un signal d'environ 3σ Luu 2025Desi 2025 ; la base ne dit pas si elle a été refaite avec l'échantillon DES-Dovekie Popovic 2026. Une reproduction par d'autres équipes, avec d'autres modèles d'énergie noire déclinante, dirait si la contraction est une propriété des données ou un choix de modèle. Confiance faible.

On ne connaît aucune échéance du futur. La base ne date ni l'extinction des dernières étoiles, ni le moment où les galaxies lointaines, le fond diffus et les abondances primordiales deviendront inobservables selon Krauss et Scherrer, ni la date d'un déchirement pour un w fantôme donné. Elle ne décrit pas non plus le devenir du Soleil. C'est une lacune de la documentation de ce livre, pas seulement de la science : ces échéances existent dans la littérature pour chaque modèle, et elles n'ont pas été lues.

Enfin, tout ce chapitre suppose que l'accélération est réelle. La thèse minoritaire du timescape, qui en fait une apparence due aux horloges différentes des régions denses et des grands vides, a reçu en 2025 un appui statistique sur des supernovas Wiltshire 2007Seifert 2025(→ chap. 22). Si elle l'emportait, les trois fins seraient à reconsidérer. Confiance élevée dans l'accélération réelle, puisque trois méthodes indépendantes la soutiennent (→ chap. 22).

Ce que ce chapitre démontre

Le sort ultime de l'Univers dépend de sa géométrie, de la quantité d'énergie noire qu'il contient et de l'équation d'état de celle-ci wiki-fate. Les deux premières données sont mesurées : l'espace est plat à 0,4 % près planck2018infAct 2025, et l'énergie noire représente ΩΛ = 0,6847 ± 0,0073 de la densité critique planck2018tab. La troisième, l'équation d'état w, décide. La matière se dilue avec l'expansion, l'énergie noire non ; une constante cosmologique a une équation d'état w = −1 et garde toujours la même densité wiki-de. Dans le futur, la matière ne pèsera presque plus rien, et la fin sera celle que fixera l'énergie noire.

Avec une constante cosmologique, c'est-à-dire dans le modèle standard ΛCDM, l'expansion est sans fin et accélère ; l'Univers se refroidit asymptotiquement vers le zéro absolu, c'est la mort thermique ou Big Freeze wiki-fate. L'expansion accélérée isole déjà peu à peu les amas de galaxies les uns des autres (→ chap. 22). Ce scénario est le prolongement par défaut du modèle, pas une observation du futur.

En prolongeant ΛCDM, Krauss et Scherrer montrent en 2007 que toute trace de l'expansion, galaxies lointaines, fond diffus et abondances primordiales, deviendra inobservable, et que de futurs observateurs croiraient vivre dans un Univers statique Krauss 2007. Ces traces sont exactement celles sur lesquelles repose l'histoire racontée dans ce livre. Ce qu'on peut savoir de l'Univers dépend de l'époque où on l'observe.

Une énergie noire fantôme, de w < −1, ferait croître l'accélération jusqu'à déchirer les structures, le Big Rip ; une énergie noire déclinante rend possible une inversion de l'expansion et une contraction, le Big Crunch wiki-fate. Un modèle associant un axion et une constante cosmologique négative, ajusté aux données de DES et de DESI, donne à l'Univers une durée de vie totale de 33 milliards d'années Luu 2025 : c'est le résultat d'un seul groupe, dans un modèle particulier, fondé sur un signal d'environ 3σ. Le signal de DESI, w0 > −1 aujourd'hui, éloigne plutôt le déchirement, mais ne tranche pas entre expansion éternelle et contraction Desi 2025. La préférence pour une énergie noire variable, 4,2σ avec les supernovas de DES, est ramenée à 3,2σ par la recalibration DES-Dovekie de 2026 Popovic 2026 ; aucune combinaison n'atteint le seuil de découverte de 5σ Lbl-desi 2025.

Aucune de ces fins n'est une prévision au sens fort : on mesure le passé de l'énergie noire, pas sa loi, et la théorie quantique des champs prédit une énergie du vide environ 120 ordres de grandeur plus grande que la valeur observée wiki-de. Le livre s'achève ainsi sur une limite de la physique, comme il s'est ouvert sur l'ère de Planck. La cosmologie cyclique conforme de Penrose relie les deux bords, en faisant de la fin diluée d'un éon le Big Bang du suivant Gurzadyan 2010 ; ses tests ont été négatifs, les cercles annoncés dans WMAP étant compatibles avec ΛCDM Wehus 2011 et les « points de Hawking » retombant à environ 1σ Jow 2020. Elle reste une proposition. Entre les deux bords, l'histoire du cosmos se raconte avec précision, parce que nous l'observons à une époque où ses traces sont encore visibles.

Notes