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Les mesures de la vitesse d’expansion de l’Univers par Hubble ne correspondent pas à la vitesse escomptée après l’apparition de l’Univers peu après le Big Bang, il y a plus de 13 milliards d’années. En utilisant les nouvelles données du télescope spatial Hubble NASA/ESA, les astronomes ont considérablement réduit la possibilité que cet écart soit un coup de chance.

La vitesse d’expansion de l’Univers serait plus rapide

En utilisant de nouvelles observations du télescope spatial Hubble NASA/ESA, les chercheurs ont amélioré les fondements de l’échelle de distances cosmiques, qui est utilisée pour calculer des distances précises des galaxies les plus proches. Cela a été fait en observant des étoiles pulsantes appelées variables céphéides dans une galaxie satellite voisine connue sous le nom de Grand nuage de Magellan, calculée maintenant à 162 000 années-lumière de la Terre.
Lors de la définition des distances par rapport aux galaxies de plus en plus éloignées, ces variables Céphéides sont utilisées comme marqueurs. Les chercheurs utilisent ces mesures pour déterminer la vitesse d’expansion de l’Univers au fil du temps, une valeur connue sous le nom de constante de Hubble.
Avant le lancement de Hubble en 1990, les estimations de la constante de Hubble variaient par un facteur de deux. À la fin des années 90, le projet-clé du télescope spatial Hubble sur l’échelle des distances extragalactiques a affiné la valeur de la constante de Hubble à 10% près, réalisant ainsi l’un des principaux objectifs du télescope.
En 2016, les astronomes utilisant Hubble ont découvert que l’Univers se développait entre 5 et 9% plus rapidement que prévu précédemment en affinant la mesure de la constante de Hubble et en réduisant davantage l’incertitude à seulement 2,4%. En 2017, une mesure indépendante a soutenu ces résultats. Cette dernière recherche a réduit l’incertitude de leur valeur constante de Hubble à un taux sans précédent de 1,9%.
Cette recherche suggère également que la probabilité que cet écart entre les mesures de la vitesse d’expansion actuel de l’Univers et la valeur attendue basée sur l’expansion de l’Univers précoce soit un coup de chance est seulement de 1 sur 100 000, une amélioration significative par rapport à l’estimation précédente de 1 3000.
Au fur et à mesure que les mesures de l’équipe sont devenues plus précises, leur calcul de la constante de Hubble est resté incompatible avec la valeur attendue tirée des observations de l’expansion de l’Univers précoce effectuées par le satellite Planck de l’Agence spatiale européenne. Ces mesures cartographient une rémanente résiduelle du Big Bang connue sous le nom de fond cosmique à micro-ondes, qui aident les scientifiques à prédire comment l’Univers primitif aurait probablement évolué vers la vitesse d’expansion que les astronomes peuvent mesurer aujourd’hui.

L’Univers se développe à une vitesse d’environ 9% plus rapide

La nouvelle estimation de la constante de Hubble est de 74,03 kilomètres par seconde par mégaparsec. Ce chiffre indique que l’Univers se développe à une vitesse d’environ 9% plus rapide que celui suggéré par les observations de Planck, ce qui donne une valeur pour la constante de Hubble de 67,4 km par seconde par mégaparsec.
Pour arriver à cette conclusion, Riess et son équipe ont analysé la lumière de 70 variables de céphéides dans le Grand nuage de Magellan. Parce que ces étoiles s’illuminent et s’assombrissent à des vitesses prévisibles, et que les périodes de ces variations nous donnent leur luminosité et donc leur distance, les astronomes les utilisent comme point de repère cosmique.
L’équipe de Riess a utilisé une technique d’observation efficace appelée « Drift And Shift » (DASH), qui utilise Hubble comme une caméra «viser et photographier» pour prendre des images rapides des étoiles brillantes. Cela évite l’étape fastidieuse d’ancrer le télescope avec des étoiles guides pour observer chaque étoile. Les résultats ont été combinés aux observations faites par le projet Araucaria, une collaboration d’astronomes d’institutions d’Europe, du Chili et des États-Unis, afin de mesurer la distance du grand nuage de Magellan en observant la diminution de la lumière lorsqu’une étoile passe devant son partenaire dans un système d’étoiles binaires.
Étant donné que les modèles cosmologiques suggèrent que les valeurs observées de l’expansion de l’Univers devraient être identiques à celles déterminées à partir du fond hyperfréquence cosmique, une nouvelle physique peut être nécessaire pour expliquer cette disparité. « Auparavant, les théoriciens me diraient: » ça ne peut pas exister. Cela va tout changer.» Maintenant, ils disent:« nous pouvons en fait le faire », a déclaré Riess.

Plusieurs scénarios ont été proposés pour expliquer cet écart

Différents scénarios ont été proposés pour expliquer cet écart, mais la réponse n’est pas encore définitive. Une forme invisible de matière appelée matière noire peut interagir plus fortement avec la matière normale que ne le pensaient les astronomes. Ou peut-être que l’énergie noire, une forme d’énergie inconnue qui envahit l’espace, est responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers.
Bien que Riess n’ait pas de réponse à cette disparité troublante, lui et son équipe entendent continuer à utiliser Hubble pour réduire l’incertitude dans leur mesure de la constante de Hubble, qu’ils espèrent réduire à 1%.
Donc en résumé; les scientifiques savent depuis longtemps que notre Univers est en expansion, mais les nouvelles données du télescope spatial Hubble montrent que cette expansion se produit beaucoup plus rapidement que prévu. En suivant le mouvement des étoiles dans une galaxie proche, les astronomes ont calculé que l’Univers se développait 9% plus vite que prévu.
Source : Hubble Space Telescope
Crédit photo : Pixabay

L'Univers s'étend plus vite que prévumartinEspace
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