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L’Univers se développe plus rapidement que prévu

Crédits : Flickr/Hubble - ESA

La dernière mesure du taux d’expansion de l’Univers confirme que celui-ci se développe plus rapidement que prévu. Et forcément, il y a quelque chose qui nous échappe.

Dans les années 1920, Edwin Hubble fit une découverte révolutionnaire : toutes les galaxies s’éloignent de nous, mais aussi les unes des autres. L’Univers est donc en expansion. Il y a 20 ans, ensuite, des chercheurs ont mis en évidence le fait que la fuite des galaxies par rapport à la Voie lactée augmentait au cours du temps. En d’autres termes, il y a expansion de l’Univers, mais également une accélération de cette expansion avec le temps. La constante de Hubble permet alors de mesurer ce taux d’expansion.

Différentes mesures

Selon les données du satellite Planck, qui a mesuré le fond diffus cosmologique (les conditions de l’Univers 380 000 ans après le Big Bang), cette constante devrait atteindre 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec, avec une incertitude inférieure à 1 %. Mais il existe également d’autres techniques de mesure. Comme les “bougies standard” par exemple, qui se réfèrent aux étoiles variables Céphéides. La luminosité connue de ces objets permet un calcul précis de la distance à laquelle elles s’éloignent de la Terre et les unes des autres.

Il y a quelques mois, cette technique de mesure nous avait révélé une surprise. Le taux d’expansion, cette fois, était de 73,5 kilomètres par seconde par mégaparsec. Les chances que ces résultats soient erronés étaient alors de 1 sur 5 000. Surprenant, et pas encore assez précis. En s’appuyant aujourd’hui sur le télescope Hubble, une équipe d’astronomes s’est donc récemment basée sur les lumières de 70 nouvelles étoiles variables dans le Grand nuage de Magellan.

nuages de magellan galaxies collision voie lactée
Le Petit nuage de Magellan (en bas) et le Grand nuage de Magellan (en haut), séparés ici d’environ 45 000 années-lumière, seraient entrés en collision il y a un peu plus de 100 millions d’années, à l’époque des dinosaures. Crédits : Wikipedia

L’Univers se dilate plus rapidement que prévu

Les chercheurs ont alors calculé une constante de Hubble de 74,03 kilomètres par seconde par mégaparsec. C’est environ 9 % plus rapide que les premières estimations basées sur les données de Planck. Mais, plus important encore, les chances que ces résultats soient erronés sont ici de 1 sur 100 000. En d’autres termes, il est fort probable que cette nouvelle mesure soit la bonne. En revanche, on ne peut pas “physiquement” expliquer ces nouveaux résultats.

Plusieurs hypothèses ont néanmoins été avancées pour tenter de les expliquer. L’Univers, par exemple, pourrait être victime d’une augmentation de la densité de l’énergie noire. On rappelle que cette énigmatique force est censée représenter environ 70 % de la densité matière-énergie de l’Univers. Il est également possible que la matière noire interagisse plus fortement avec la matière normale. Qu’il s’agisse de l’une ou l’autre, rappelons que nous n’avons même pas encore la preuve définitive de leur existence.

En d’autres termes, nous sommes donc encore très loin de pouvoir expliquer ce phénomène. Il se peut même que nous soyons en présence d’une physique complètement nouvelle. « Nous mesurons quelque chose de fondamentalement différent, explique l’astrophysicien Adam Riess, du Space Telescope Science Institute. L’une est une mesure de la vitesse à laquelle l’Univers se développe aujourd’hui. L’autre est une prédiction basée sur la physique du premier Univers et sur des mesures de la rapidité avec laquelle il devrait se développer. Si ces valeurs ne concordent pas, dit-il, alors il est probable que nous manquions de quelque chose dans le modèle cosmologique qui relie les deux époques ».

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