Le télescope spatial James Webb (JWST) vient de mettre en lumière une nouvelle anomalie qui pourrait remettre en cause l’un des fondements de la cosmologie moderne : la constante de Hubble, qui mesure le taux d’expansion de l’univers.
Qu’est-ce que la tension de Hubble ?
La constante de Hubble est une mesure essentielle en cosmologie, car elle permet de comprendre à quelle vitesse l’univers s’étend. En d’autres termes, elle nous renseigne sur la distance entre les galaxies et la vitesse à laquelle elles s’éloignent les unes des autres. Si l’on pouvait mesurer ce taux avec précision, cela nous aiderait à mieux comprendre l’âge, la taille et l’évolution de l’univers.
Le problème, c’est que différentes méthodes de mesures obtiennent différents résultats. On parle alors de tension de Hubble.
La première méthode repose sur l’étude des fluctuations du fond diffus cosmologique, une empreinte laissée par la première lumière émise dans l’univers, qui date de seulement 380 000 ans après le Big Bang. Cette méthode a permis d’estimer le taux d’expansion à environ 67 kilomètres par seconde par mégaparsec (km/s/Mpc).
En revanche, la deuxième méthode utilise des étoiles pulsantes appelées variables Céphéides qui se trouvent plus près de la Terre. Cette méthode a donné un taux d’expansion de 73,2 km/s/Mpc. Cette différence peut sembler minime, mais elle est suffisamment significative pour remettre en question les modèles cosmologiques existants.
Les nouvelles découvertes du télescope James Webb
C’est dans ce contexte de tensions que le JWST a apporté des éléments nouveaux. En observant un amas de galaxies situé à 3,6 milliards d’années-lumière de la Terre, les astronomes ont détecté des signaux provenant d’une supernova de type Ia. Ces supernovae, qui se produisent lors de l’effondrement d’une étoile morte, sont particulièrement utiles pour mesurer des distances dans l’univers en raison de leur luminosité constante, ce qui en fait des « bougies standard ».
Un aspect fascinant de cette observation est la façon dont la lumière de cette supernova a été amplifiée et déformée grâce à un phénomène connu sous le nom de lentille gravitationnelle. Lorsqu’une galaxie massive se trouve entre nous et un objet lointain comme une supernova, sa gravité peut courber l’espace-temps, provoquant une amplification de la lumière de l’objet distant.
Cela permet aux astronomes de voir non pas une, mais plusieurs images du même objet, ici en l’occurrence, trois fois la même image de la supernova. Cette perspective unique offre des informations précieuses sur sa distance ainsi que sur sa luminosité.
En analysant ces images et en mesurant les délais entre elles, les chercheurs ont pu obtenir une valeur de la constante de Hubble estimée à 75,4 km/s/Mpc. Ce chiffre, plus élevé que les estimations précédentes, renforce encore donc la discordance entre les différentes méthodes de mesure et soulève de nouvelles questions sur notre compréhension de l’univers.
Quelles implications pour notre compréhension de l’univers ?
Ces nouvelles découvertes posent des questions sérieuses sur le modèle standard de la cosmologie qui suppose que l’univers s’étend à un rythme constant en raison d’une entité mystérieuse connue sous le nom d’énergie noire. Cette force est censée être responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers. Toutefois, les valeurs mesurées par le JWST indiquent que notre compréhension actuelle pourrait être incomplète ou erronée.
La question de la tension de Hubble est donc loin d’être encore résolue. Les astronomes espèrent que de futures découvertes permettront de démêler ce mystère et d’affiner notre compréhension de l’univers.
