Une avancée fascinante dans le domaine de la cosmologie propose que la matière noire, cette mystérieuse substance qui compose une grande partie de l'univers, aurait pu se former avant le Big Bang. Cette théorie suggère que des interactions de particules au cours d'une période instantanée mais explosive connue sous le nom d'« inflation chaude » auraient généré cette matière avant même l'apparition de notre univers tel que nous le connaissons. Les résultats de ce modèle théorique sont en concordance avec les observations actuelles de la matière noire dans l'univers.

Traditionnellement, la cosmologie stipule que tout, y compris la matière ordinaire, la matière noire et l'énergie, a été créé lors du Big Bang. Ce cataclysme cosmique a été suivi d'une phase d'inflation très rapide dans les premières fractions de seconde, où l'univers a considérablement augmenté de volume.

Cependant, de plus en plus de cosmologistes débattent de la possibilité que cette inflation ne se soit pas produite après le Big Bang, mais avant. En réinterprétant les modèles existants, ils proposent que l'inflation puisse être un phénomène distinct de la singularité initiale du Big Bang. Selon cette hypothèse, l'état initial de l'univers était si dense qu'il défie toute description. Une phase extrêmement brève d'expansion rapide aurait suivi.

Les scientifiques n'ont pas encore déterminé avec certitude quel serait le déclencheur de cette inflation, mais certaines théories avancent que l'énergie requise pour ce processus pourrait être intrinsèque à la structure même de l'espace-temps. Une hypothèse intrigante suggère que cette énergie proviendrait de l'effondrement d'un univers précédant le nôtre.

Une fois que l'inflation aurait cessé, l'énergie qui la soutenait aurait été transférée à la matière et à la lumière, engendrant le Big Bang. Juste après cet événement, l'univers se serait transformé en une soupe primordiale de lumière et de particules surchauffées, avec des températures approchant 10 milliards de degrés Celsius. Les minutes qui ont suivi ont vu la formation des premiers éléments, comme l'hydrogène et l'hélium, lors d'une période que l'on appelle la « nucléosynthèse ».

Les chercheurs à l'origine de cette nouvelle théorie, connue sous le nom de « Warm Inflation via Freeze-In » (WIFI), avancent que pendant cette période d'inflation antérieure au Big Bang, un rayonnement chaud a été généré, créant une sorte de bain thermique. Ce bain a permis aux particules d'interagir et de produire de la matière noire par un processus qualifié de « congélation ultraviolette ». Cela signifie que des interactions entre particules ont permis une production efficace de matière noire.

La découverte la plus étonnante de cette étude est que ce modèle atteint une quantité de matière noire en adéquation avec celle détectée dans l'univers aujourd'hui. Les implications de cette recherche vont au-delà de la matière noire, ouvrant la voie à la possibilité de découvrir d'autres particules jouant un rôle majeur dans l'évolution de l'univers primitif. L'étude, récemment publiée dans la revue 'Physical Review Letters', souligne de nouvelles pistes de recherche passionnantes.

Bien qu'aucune méthode expérimentale ne soit actuellement à disposition pour valider cette théorie, les chercheurs sont confiants qu'ils pourront tester cette hypothèse à travers de futures études sur le fond diffus cosmologique et d'autres structures d'envergure dans l'univers. Si ces observations soutiennent la théorie de l'inflation chaude, cela apporterait un éclairage nouveau sur la manière dont la matière noire s'est formée. L'univers n'a pas fini de livrer tous ses secrets, et cette théorie audacieuse pourrait redéfinir notre compréhension de la cosmologie.