L'univers s'étend plus vite que prévu : qu'est-ce que cela change ?

Notre univers s’étend plus vite qu’on ne le pensait. Grâce au télescope spatial Hubble, les scientifiques en sont de plus en plus convaincus. Cette mesure pourrait les inciter à penser l’univers différemment : voici pourquoi.

L’univers s’étend 9 % plus vite que prévu. Des astrophysiciens ont confirmé cette découverte dans The Astrophysical Journal le 24 avril 2019. Pour la communauté scientifique, c’est une information importante : cela pourrait amener les chercheurs à repenser leur compréhension de l’univers.

Ces nouveaux calculs montrent que l’univers s’étend plus rapidement, par comparaison avec sa trajectoire qui a suivi le Big Bang. Cet événement, survenu il y a plus de 13 milliards d’années, est considéré comme l’origine de l’univers que nous connaissons. Le concept de Big Bang fait directement référence à l’idée d’expansion de l’univers.

Qu’est-ce que l’expansion de l’univers ?

Pour comprendre ce que cette nouvelle étude change pour les scientifiques, il faut commencer par expliquer ce phénomène. Il ne signifie pas que les galaxies sont en mouvement dans l’espace les unes par rapport aux autres, mais que l’espace lui-même est en train de s’étendre (les galaxies s’écartant alors les unes des autres).

Une comparaison simple permet d’imaginer l’expansion de l’univers : voyez cet appétissant gâteau avec des pépites en train de cuire. Les morceaux de chocolat représentent les galaxies. Tandis que le gâteau lève, les pépites s’écartent les unes des autres.

Un gateau en train de lever, une image pour comprendre l'expansion de l'univers. Les pépites sont les galaxies.

Source : Flickr/CC/deejayqueue (photo recadrée)

La mesure de l’expansion de l’univers présentée dans cette étude a été réalisée à l’aide du télescope spatial Hubble, développé par la Nasa et opérationnel depuis 1990. Elle est de plus en plus précise. Pourtant, elle présente une singularité : elle n’est pas compatible avec une autre mesure de l’expansion de l’univers. Cette autre valeur a été obtenue grâce au satellite Planck, qui a permis de réaliser la plus ancienne image de notre univers (grâce à la lumière libérée 380 000 ans après le Big Bang). Cette carte, connue sous le nom de fond diffus cosmologique, aide les scientifiques à comprendre comment l’univers jeune a évolué, pour s’étendre au taux mesuré aujourd’hui.

Cet écart est-il un hasard ?

Il y a donc un écart entre la valeur observée aujourd’hui (avec Hubble) et la valeur attendue (prédite à l’aide de Planck). Se pourrait-il que les nouvelles données apportées par Hubble sur l’expansion de l’univers soient faussées ? La nouvelle étude a « réduit la possibilité que cet écart soi un hasard », mentionne un communiqué. Autrement dit, les chercheurs sont de plus en plus convaincus que l’écart entre les deux mesures n’est pas une erreur et qu’il a une explication. Laquelle ? Ils l’ignorent encore, mais pressentent qu’il leur faudra peut-être changer leur vision de l’univers pour trouver la réponse.

L'expansion de l'univers.

Source : Wikimedia/Domaine public (photo recadrée)

Comment les chercheurs ont-ils fait cette découverte ? Le télescope Hubble leur a permis d’observer des étoiles variables, connues sous le nom de céphéides. Elles sont situées dans le Grand nuage de Magellan (une galaxie voisine de la nôtre, qui va heurter la Voie lactée dans 2 milliards d’années). Elles sont plus massives que le Soleil et leur luminosité, également plus intense que celle de notre étoile, est variable. Les céphéides servent aux astronomes à estimer des distances dans l’univers. Elles permettent de calculer la constante de Hubble (notée H₀), c’est-à-dire le rythme auquel l’univers s’étend.

Repenser l’univers d’un point de vue physique

Avec le lancement du télescope Hubble, les astronomes ont de plus en plus affiné la mesure de cette constante. En 2016, ils ont découvert que l’univers semblait s’étendre entre 5 et 9 % plus vite que prévu. Cette nouvelle étude réduit encore la marge d’incertitude. Quelle conclusion en tirer, s’il s’avère que cette valeur est bien différente de celle obtenue grâce à Planck ?

« Aucun de ces modèles n’est capable de déplacer la […] valeur de H₀ aux 9 % nécessaires pour résoudre la tension » entre les deux mesures, écrivent les scientifiques dans leur étude. Puisque ces deux valeurs ne semblent pas compatibles, il est très probable que les scientifiques passent à côté d’un élément qui les empêche d’établir ce lien. Tout l’enjeu pourrait être de repenser différemment l’univers, sur le plan de la physique, afin de comprendre l’origine de l’écart entre ces mesures.