C’est officiel nous ne savons pas à quelle vitesse l’univers s’étend
L’expansion de l’univers s’accélère, mais nous ne savons pas à quelle vitesse. Grâce à de nouvelles observations, ce problème n’a fait que s’aggraver, et certains astronomes affirment aujourd’hui qu’il s’agit officiellement d’un vrai problème, et non d’un problème dû aux incertitudes des mesures.
La vitesse de l’expansion de l’univers demeure un mystère
Il existe deux façons principales de mesurer la constante de Hubble, qui décrit l’expansion de l’univers. La première consiste à examiner le fond diffus cosmologique – une relique de la première lumière qui a traversé l’univers après le Big Bang – et à utiliser notre modèle standard de la cosmologie pour calculer ce que devrait être le taux d’expansion actuel. Le taux d’accélération est alors d’environ 67 kilomètres par seconde et par mégaparsec.
L’autre méthode, appelée méthode locale ou échelle de distance, consiste à mesurer les distances aux étoiles appelées céphéides, puis à utiliser ces distances pour extrapoler les supernovae dans d’autres galaxies. Ces distances nous permettent de calculer la constante de Hubble, que les dernières mesures d’Adam Riess, de l’université Johns Hopkins (Maryland), et de ses collègues ont chiffrée à environ 73 kilomètres par seconde et par mégaparsec.
Pendant des décennies, il a été plausible que ces deux méthodes finissent par converger vers une seule valeur réelle de la constante de Hubble. Maintenant, Riess et son équipe affirment que cela est extraordinairement improbable – ce qui signifierait que quelque chose ne va pas dans notre modèle standard de l’univers.
Il y a une « tension de Hubble »
Même après avoir analysé les données de nombreuses façons différentes et pris en compte les résultats d’autres équipes, « il nous est vraiment difficile de descendre en dessous d’environ 72,5 ou de dépasser environ 73,5 », déclare Riess. Le désaccord entre les deux calculs est connu sous le nom de « tension de Hubble ».
D’après les calculs de l’équipe de Riess, ces deux méthodes de mesure ne concordent pas à un niveau statistique appelé « 5 sigma », généralement considéré comme la référence en physique pour démontrer que les mesures sont une véritable découverte et non un hasard statistique. Cela signifie qu’il n’y a qu’une chance sur 3,5 millions que la tension de Hubble ne soit qu’un coup de chance.
Cependant, d’autres astronomes ont fait remarquer que même une mesure à 5 sigmas n’exclut pas la possibilité d’erreurs ou d’incertitudes dans nos mesures des étoiles. « Le nombre de sigmas n’a pas d’importance, la question est de savoir si l’on a déterminé toutes les erreurs potentielles qui ont conduit à cet endroit », explique Barry Madore, de la Carnegie Institution for Science en Californie.
Le télescope spatial James Webb pourrait aider
Bien que ces mesures puissent indiquer que la tension de Hubble est un problème réel, nous ne pouvons pas en être certains tant qu’elle n’est pas confirmée par plusieurs méthodes de mesure, explique Madore. Heureusement, le télescope spatial James Webb devrait pouvoir y contribuer et les chercheurs travaillent également sur d’autres méthodes, comme l’utilisation des ondes gravitationnelles.
Si l’existence de cette tension est démontrée, les détails de la nouvelle physique dont nous aurions besoin pour l’expliquer ne sont pas encore connus. « Nous sommes très clairs sur le fait que nous ne savons pas quelle est la source de la tension de Hubble », déclare Riess. « Il y a eu quelques idées intéressantes, mais aucune d’entre elles n’est encore parfaitement adaptée ».
Cette recherche a été pré-publiée dans arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay