La mesure la plus précise jamais effectuée du taux actuel d’expansion de l’Univers a été réalisée par des physiciens américains, et il y a un problème : l’Univers se développe 8 % plus vite que ce que nos lois actuelles de la physique peuvent expliquer.
Si elle est confirmée par des tests indépendants, cette nouvelle mesure nous obligera à repenser la façon dont la matière noire et l’énergie noire ont influencé l’évolution de l’Univers au cours des 13,8 milliards d’années passées, et cela signifie que quelque chose dans le modèle standard de la physique des particules doit changer.
“Je pense qu’il y a quelque chose dans le modèle cosmologique standard que nous ne comprenons pas”, a déclaré le chercheur principal Adam Riess, de l’université Johns Hopkins, qui a également codécouvert l’énergie noire en 1998, à Davide Castelvecchi, dansNature.
Alors… qu’est-ce qui vient de se passer ? Eh bien, à l’heure actuelle, les physiciens expliquent l’expansion progressive de l’Univers – qui est en cours depuis le Big Bang – par la présence de matière noire et d’énergie noire.
Alors que la matière noire invisible représenterait 27 % de l’Univers et la matière visible 5 %, l’énergie noire représenterait 68 % de l’Univers connu, et la façon dont les trois interagissent pourrait expliquer pourquoi tout est en expansion depuis le début des temps.
Selon le modèle cosmologique reconnu, la compétition entre la matière noire et l’énergie noire est la principale influence sur l’évolution de l’Univers . Alors que l’attraction gravitationnelle de la matière noire semble ralentir l’expansion de l’Univers, l’énergie noire semble la tirer dans la direction opposée pour la faire accélérer.
Les astrophysiciens ont pu comprendre tout cela grâce aux mesures du rayonnement laissé par le Big Bang, que nous pouvons maintenant observer sous le nom de fond diffus cosmologique, ou CMB.
Des observations antérieures du CMB réalisées par Riess et d’autres astrophysiciens du monde entier ont suggéré que l’attraction de l’énergie sombre sur l’Univers est restée constante depuis le Big Bang, rapporte Castelvecchi.
Cette hypothèse a été confirmée par l’analyse la plus complète du CMB, réalisée récemment par l’Observatoire Planck de l’Agence spatiale européenne, et les scientifiques ont depuis utilisé les mesures de Planck pour estimer le taux d’expansion à tout moment de l’histoire de l’Univers.
Image du fond diffus cosmologique. Crédit : NASA
“Pendant des années, ces prédictions ont été en désaccord avec les mesures directes du taux actuel d’expansion cosmique – également connu sous le nom de constante de Hubble”, explique Castelvecchi. “Mais jusqu’à présent, les marges d’erreur de cette constante étaient suffisamment importantes pour que le désaccord puisse être ignoré.”
Maintenant, Riess et ses collègues ont trouvé un autre moyen de mesurer le taux d’expansion – la luminosité de certains types d’objets célestes, tels que les étoiles et les supernovae, connus sous le nom de “bougies standard”.
Comme l’explique Kelly Dickerson pour Mic.com, les bougies standard sont censées émettre exactement le même niveau de luminosité, ce qui signifie que les physiciens peuvent les utiliser comme marqueurs pour mesurer la vitesse à laquelle l’Univers s’éloigne de nous.
L’équipe de Riess a analysé 18 bougies standard en utilisant des centaines d’heures de données provenant du télescope spatial Hubble, et a calculé que la vitesse d’expansion est environ 8 % plus rapide que ce que prévoyaient les mesures de Planck.
“Si cette nouvelle mesure est exacte – et si nos cartes du CMB sont également exactes – alors quelque chose de notre compréhension fondamentale de l’Univers est erroné”, déclare M. Dickerson.
Ces résultats, qui ont été publiés sur le site Web de préimpression arXiv.org et sont en attente d’un examen par les pairs, pourraient “transformer la cosmologie”, a déclaré à Nature le cosmologiste Kevork Abazajian de l’université de Californie, qui n’a pas participé à l’étude .
Nous allons devoir nous asseoir et attendre que ces résultats soient confirmés ou infirmés de manière indépendante, mais nous avons récemment entendu parler assez souvent de choses qui se produisent dans notre Univers et qui remettent en question les lois actuelles de la physique, donc il faudra bien que quelque chose finisse par céder.
Une chose est sûre : c’est une époque passionnante pour être physicien.