Les nouvelles données de James-Webb montrent que nous avons peut-être mal compris l’Univers

Les études menées à l’aide de ces télescopes ont dévoilé une des plus grandes énigmes de la physique actuelle : la vitesse de l’expansion de l’Univers diverge selon les régions observées. Initialement confirmées par les observations du télescope Hubble en 2019, des données encore plus précises fournies par le télescope spatial James-Webb (JWST) en 2023 ont renforcé cette conclusion. Une validation conjointe par ces deux télescopes a quasi définitivement réfuté la thèse d’une erreur de mesure. Selon une publication dans la revue Astrophysical Journal Letters, il se pourrait que notre compréhension actuelle de l’Univers soit fondamentalement erronée.

Deux méthodes de mesure, deux résultats distincts

« Une fois les erreurs de mesure éliminées, il reste la possibilité réelle et passionnante que nous ayons mal compris l’Univers », a déclaré Adam Riess, auteur principal de l’étude et professeur de physique et d’astronomie à l’université Johns-Hopkins. La tension de Hubble décrit l’écart observé entre les vitesses d’expansion de l’Univers mesurées par différentes méthodologies. 

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Actuellement, deux approches principales existent pour évaluer la constante de Hubble, qui quantifie le taux d’expansion de l’Univers. La première s’appuie sur l’observation du fond diffus cosmologique (CMB), témoin lumineux de l’Univers naissant, datant de 380 000 ans après le Big Bang. Entre 2009 et 2013, des cartographies de ce rayonnement micro-onde par le satellite Planck de l’ESA ont abouti à une constante de Hubble estimée à environ 67 kilomètres par seconde par mégaparsec (km/s/Mpc).

La seconde méthode examine les variables céphéides, des étoiles en fin de vie dont les couches d’hélium oscillent, produisant un clignotement périodique. Or, la contradiction survient entre les estimations des variables céphéides, indiquant une constante de Hubble plus élevée, d’environ 74 km/s/Mpc à celles issues du satellite Planck. « Cette situation ne représente pas simplement une tension ou une anomalie, mais constitue une véritable crise », a déclaré David Gross, lauréat du prix Nobel, lors d’une conférence en 2019 en Californie.

Des observations confluentes 

À l’origine, certains chercheurs pensaient que cette différence pouvait provenir d’une confusion entre les céphéides et d’autres astres dans les données de Hubble. Toutefois, en 2023, l’utilisation du James-Webb a permis de valider la précision des mesures initiales de Hubble. Cependant, l’hypothèse d’une erreur plus ancienne restait envisageable.

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La récente étude menée par Adam Riess et son équipe a employé le télescope James-Webb pour observer 1 000 étoiles céphéides additionnelles dans cinq galaxies distantes de 130 millions d’années-lumière. En comparant ces nouvelles données avec celles de Hubble, ils ont confirmé les estimations antérieures de la constante de Hubble. Cette validation croisée entre les deux télescopes a renforcé la confiance dans les données existantes, soulignant une cohérence des mesures à travers différentes distances cosmiques.

« Nous avons exploré toute la gamme des observations de Hubble, et nous pouvons maintenant exclure avec une grande confiance une erreur de mesure comme origine de la tension de Hubble », conclut Riess. « La synergie entre Webb et Hubble nous apporte une compréhension optimale à l’échelle cosmique. » Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.