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L’expansion de l’Univers serait bel et bien plus rapide que prévu

Illustration réalisée à partir de la Terre du Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie lactée.

Illustration réalisée à partir de la Terre du Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie lactée. L’encadré révèle l’un des amas d’étoiles dispersés dans cette galaxie.

Photo :  NASA, ESA, A. Riess

Radio-Canada

Des données recueillies à l'aide du télescope Hubble laissent de moins en moins de place au hasard pour expliquer l'écart qui existe entre nos théories de l'expansion de l'Univers et nos observations, ce qui laisse à penser que les modèles expliquant les forces qui façonnent le cosmos devront être révisés. Explications.

Repères

Notre Univers est en expansion, et s'agrandit chaque seconde. Ainsi, l'espace entre les galaxies s'étire, comme une pâte à pain qui monte dans le four. Il faut savoir qu’il existe au moins 2000 milliards de galaxies dans l'Univers, et que des milliards d'étoiles entourées de milliards de planètes se trouvent dans ces galaxies.

L'unité de mesure utilisée pour décrire l'expansion de l’Univers est la constante de Hubble, un nom donné en l’honneur de l'astronome Edwin Hubble, dont les travaux ont montré l'existence d'autres galaxies en dehors de notre Voie lactée.

De nombreux télescopes terrestres et spatiaux, dont celui qui porte aussi le même nom que l’astronome américain, tentent d’affiner notre mesure de cette constance.

Entre la théorie et la réalité

Les astrophysiciens remarquent depuis quelques années déjà qu’il existe une différence mystérieuse entre ce que prédisent nos modèles et ce que les instruments observent. L'accélération de l'Univers serait ainsi 9 % plus rapide que le montrent les modèles.

Cet écart est-il causé par des différences dans les techniques de mesure par des lois incomprises de physique?

Pas une question de hasard

Les plus récentes analyses de l’Univers actuel réalisées grâce aux observations d’Hubble ne concordent toujours pas avec les mesures de l'Univers primitif (après son big bang créateur, il y a 13,8 milliards d’années) effectuées par le satellite Planck de l'Agence spatiale européenne.

Mais elles permettent de réduire la possibilité que cet écart ne soit dû qu’au hasard à 1 sur 100 000. Il s'agit d'un gain important par rapport à une estimation antérieure, il y a moins d'un an, d'une probabilité de 1 sur 3000.

Ces mesures de Hubble sont les plus précises réalisées à ce jour, et elles renforcent l'idée qu'une nouvelle physique pourrait être nécessaire pour expliquer l'inadéquation.

Cette différence consacrée par les données récentes de Hubble entre le début et la fin de l'Univers est peut-être le développement le plus excitant en cosmologie depuis des décennies.

Adam Riess, Université Johns Hopkins

« Cette disparité s'est accentuée et ne peut plus être expliquée par le hasard », ajoute M. Riess.

Des explications possibles

Certains astrophysiciens pensent que ce décalage s’expliquerait par le comportement de l'énergie noire qui se comporterait différemment actuellement par rapport au balbutiement de l’Univers.

Il pourrait aussi s’agir, selon d’autres scientifiques, de l’effet de la présence d’un phénomène physique inconnu associée à une nouvelle particule, appelée neutrino stérile, au modèle standard de la théorie des particules.

Celle-ci représenterait un quatrième type de neutrinos. Toutefois, si les trois autres sont bien connus des physiciens, les tentatives de détection du quatrième n'ont pas abouti à ce jour.

Le détail des présents travaux est publié dans The Astrophysical Journal (en anglais).

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