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La vitesse d'expansion de l'Univers enfin élucidée ? Résolution de la tension de Hubble

La théorie du Big Bang fait partie intégrante de notre culture scientifique depuis des décennies. Notre Univers est né il y a 13,77 milliards d'années, selon les mesures les plus précises. Son fondateur, le prêtre et astrophysicien belge Georges Lemaître, de l'Université de Louvain, l'a décrit comme survenu « un jour sans hier », l'espace et le temps naissant avec l'Univers lui-même. Immédiatement après le Big Bang, l'Univers en expansion s'est brièvement enflammé lors de l'inflation cosmique, avant de continuer à se développer et à se refroidir. Cette expansion crée constamment de nouveaux espaces, un phénomène observable encore aujourd'hui.

Les cosmologistes font face à deux énigmes majeures. La première : pourquoi l'expansion de l'Univers s'est-elle accélérée soudainement après environ 9 milliards d'années, contre toute attente ? Ce phénomène, observé depuis 5 milliards d'années, est attribué à l'énergie noire, une composante mystérieuse de l'Univers.

Les raisins secs dans un pain en levée

La seconde concerne la vitesse actuelle d'expansion. Edwin Hubble, astronome américain, a établi une relation simple : plus une galaxie est éloignée, plus elle s'éloigne vite de nous. Cette loi de Hubble-Lemaître peut s'imaginer comme des raisins secs dans une pâte à pain qui lève : la vitesse d'éloignement est proportionnelle à la distance.

Mesurer les distances intergalactiques reste complexe, mais des méthodes précises ont été développées. Elles donnent une constante de Hubble de 73,3 km/s par mégaparsec (Mpc). Concrètement, une galaxie à 1 Mpc (3,26 millions d'années-lumière, ou 3,086 × 1019 km) s'éloigne à 73,3 km/s ; à 2 Mpc, à 146,6 km/s.

Le problème ? Une méthode indépendante, basée sur le rayonnement fossile du Big Bang (fond diffus cosmologique), donne 67,4 km/s/Mpc. Cet écart de 10 % dépasse les incertitudes instrumentales et persiste malgré des mesures plus précises. Cette « tension de Hubble » sème le doute : notre modèle cosmologique est-il défaillant ?

Une bulle de faible densité de matière

Le physicien théoricien Lucas Lombriser, de l'Université de Genève, propose une solution dans Physics Letters B. Et si la Voie lactée se trouvait dans une bulle de faible densité de matière ? Cela biaiserait nos mesures de distances. En supposant une région de 250 millions d'années-lumière de diamètre à densité moitié de la moyenne cosmique, on obtient 67,4 km/s/Mpc, en accord parfait.

La probabilité d'une telle bulle ? Entre 5 et 20 %, selon ses calculs. « Ce n'est pas un pur fantasme théorique : l'Univers immense en contient sûrement beaucoup », estime Lombriser. Nos modèles cosmologiques tiendraient donc la route.


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