La compréhension de l’expansion de l’Univers pourrait être entièrement remise en question

Les astronomes sont de plus en plus perplexes face aux données indiquant que l’Univers s’est étendu à des rythmes différents tout au long de son existence. Récemment, des mesures ont montré que l’Univers s’étend plus rapidement que ce que nos connaissances actuelles en physique peuvent expliquer. Cette découverte pourrait transformer une simple tension en véritable crise, selon les scientifiques.

Une accélération de l’Univers qui dépasse la physique actuelle

Le débat, connu sous le nom de « tension de Hubble », vient de s’intensifier. De récentes mesures ont montré que l’Univers s’étend plus rapidement que ce que nos connaissances actuelles de la physique permettent d’expliquer. Cette situation, qui intrigue les scientifiques depuis plus d’une décennie, a été révélée par des observations effectuées d’abord par le télescope Hubble, puis par le télescope spatial James-Webb. Ces instruments ont mis en évidence des variations dans le taux d’expansion de l’Univers selon les zones observées.

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Des résultats récents, obtenus en étudiant un amas de galaxies relativement proche de la Terre, confirment ces divergences. Publiés dans The Astrophysical Journal Letters, ces travaux pourraient bouleverser notre compréhension de l’Univers.

Selon Dan Scolnic, astrophysicien à l’université Duke et auteur principal de l’étude, ce désaccord passe de la tension à la crise. Cela signifie que notre modèle cosmologique pourrait être fondamentalement erroné.

Mesurer l’expansion de l’Univers

Pour calculer la vitesse d’expansion de l’Univers, appelée constante de Hubble, les astronomes utilisent deux approches principales. Le fond diffus cosmologique (CMB) consiste à analyser les infimes variations du rayonnement fossile laissé par la première lumière émise quelque 380 000 ans après le Big Bang. Ces mesures fournissent une estimation de 67 km/s/Mpc (kilomètres par seconde par mégaparsec).

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Les étoiles variables céphéides, situées dans des régions plus proches de nous, voient leur luminosité augmenter et diminuer à un rythme régulier. En étudiant leur éclat et en le comparant à leur luminosité observée depuis la Terre, les astronomes peuvent évaluer les distances dans l’Univers. En utilisant également des supernovae de type Ia comme repères, cette méthode a donné un taux d’expansion d’environ 73 km/s/Mpc.

Ces deux valeurs, largement incompatibles au-delà des marges d’erreur, posent un sérieux problème à la cosmologie moderne. Alors que les mesures du CMB s’accordent avec le modèle standard de l’Univers, les observations basées sur les céphéides suggèrent un Univers qui s’étend bien plus rapidement que prévu. Face à cette incohérence, les scientifiques ont tenté d’expliquer ces différences, en recherchant notamment des erreurs dans les mesures. Mais d’autres études, encore plus précises, n’ont fait qu’accentuer cette tension.

Une nouvelle étude pour trancher

Pour explorer davantage, une équipe s’est tournée vers des données collectées par l’instrument DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Cet outil cartographie la position de millions de galaxies pour étudier l’expansion de l’Univers. Les premières analyses de DESI ont donné une valeur encore plus éloignée des prédictions du modèle standard : 76,05 km/s/Mpc. Cependant, des incertitudes liées à la distance d’un amas de galaxies, le fameux amas de Coma, ont compliqué l’interprétation des résultats.

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Dan Scolnic et son équipe ont alors décidé de clarifier ces mesures. En analysant la lumière de 12 supernovae de type Ia dans l’amas de Coma, ils ont estimé sa distance à environ 320 millions d’années-lumière de la Terre. Cette nouvelle mesure s’inscrit dans la moyenne des estimations réalisées au cours des 50 dernières années. Grâce à cette donnée plus précise, l’équipe a établi une nouvelle échelle de distance, qui aboutit à une constante de Hubble de 76,5 km/s/Mpc, confirmant encore l’incompatibilité avec les résultats issus du CMB.

Ces résultats renforcent l’idée que le modèle standard de la cosmologie, établi depuis plus de 40 ans, pourrait être incomplet ou incorrect. Les implications sont profondes, mais ce que cela pourrait signifier pour la compréhension de l’Univers reste encore incertain. Par ailleurs, James-Webb mesure le taux d’expansion de l’Univers, laissant les astronomes perplexes.