On vivrait dans une bulle : une théorie surprenante tente de résoudre un dilemme sur l’Univers

Nous vivrions dans une « bulle intergalactique géante » : voici l’hypothèse proposée par Lucas Lombriser, professeur de physique théorique à l’université de Genève, dans la revue Physics Letters B (au sein d’un numéro à paraître le 10 avril 2020). Cette théorie est une nouvelle tentative pour expliquer pourquoi les scientifiques obtiennent des mesures incompatibles de la vitesse de l’expansion de l’Univers.

L’Univers est en expansion : lorsqu’on l’observe, les galaxies donnent l’impression de s’éloigner. En réalité, elles ne s’éloignent pas les unes des autres : c’est l’espace lui-même qui s’étend. Toute la question est de savoir à quelle vitesse. C’est pour cela que les scientifiques cherchent à déterminer la constante de Hubble, qui donne ce taux d’expansion de l’Univers.

Pour aller plus loin

Pourquoi est-il si important de savoir à quelle vitesse l’Univers s’étend ?

Une image pour comprendre le principe de l'expansion de l'Univers.

Source : Wikimedia/CC/Raude (image modifiée)

Deux mesures incompatibles

Comprendre l’histoire de l’expansion de l’Univers est « primordial », estime le scientifique, car cela permettrait de tester des éléments importants pour la cosmologie, comme « la validité de la relativité générale à de grandes échelles » (la théorie d’Einstein), par exemple. Or, les mesures actuelles du taux d’expansion de l’Univers « révèlent une tension significative », souligne Lucas Lombriser : le résultat n’est pas le même selon la méthode employée. Les valeurs sont mesurées de deux manières :

• À l’aide du fond diffus cosmologique, la plus ancienne lumière encore présente dans l’Univers,
• À l’aide de données locales, en utilisant notamment les céphéides (des étoiles variables très utiles pour estimer des distances).

Or, les valeurs obtenues de ces deux façons sont incompatibles. Et la communauté scientifique ne trouve pas de solution pour expliquer cette tension.

Nous serions dans une région de l’Univers à la densité faible

Selon Lucas Lombriser, cette situation serait résolue dans un cas précis. La mesure locale de la constante de Hubble pourrait être perturbée par l’environnement qui nous entoure. Le physicien rejoint donc les scientifiques qui estiment que l’incompatibilité des mesures est expliquée par un problème dans les calculs, par opposition à ceux qui pensent qu’il faudrait découvrir une nouvelle physique pour expliquer la disparité. « La nouvelle physique serait une solution vraiment passionnante à la tension de Hubble. Mais elle implique généralement un modèle plus complexe qui nécessite des preuves claires et qui devrait être soutenu par des mesures indépendantes », explique le physicien, interrogé par LiveScience.

Son hypothèse est donc que notre galaxie, la Voie lactée, se trouverait dans une région de l’Univers dont la densité est faible. L’espace que nous observons à travers les télescopes ferait ainsi partie de cette « bulle » géante. Ce serait pourquoi les mesures de la constante de Hubble seraient perturbées. La théorie est poétique, mais elle reste encore à tester avant de se risquer à affirmer qu’elle explique bien l’incompatibilité des valeurs mesurées.

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