Quelque chose se passe dans la cosmologie qui pourrait nous forcer à réécrire quelques manuels. Tout est centré sur la mesure de l'expansion de l'Univers, qui est, évidemment, un élément assez important de notre compréhension du cosmos.
L'expansion de l'Univers est régulée par deux choses: l'énergie noire et la matière noire. Ils sont comme le yin et le yang du cosmos. L'un conduit à l'expansion, tandis que l'autre freine l'expansion. L'énergie sombre pousse l'univers à se développer continuellement, tandis que la matière noire fournit la gravité qui retarde cette expansion. Et jusqu'à présent, l'énergie sombre a semblé être une force constante, jamais vacillante.
Comment est-ce connu? Eh bien, le fond de micro-ondes cosmique (CMB) est une façon de mesurer l'expansion. Le CMB est comme un écho des premiers jours de l'Univers. C’est la preuve laissée par le moment environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque le taux d’expansion de l’Univers s’est stabilisé. Le CMB est la source de la plupart de ce que nous savons de l'énergie noire et de la matière noire. (Vous pouvez entendre le CMB par vous-même en allumant une radio domestique et en syntonisant l'électricité statique. Un petit pourcentage de cette statique provient du CMB. C'est comme écouter l'écho du Big Bang.)
Le CMB a été mesuré et étudié de manière assez approfondie, notamment par l'observatoire Planck de l'ESA et par la sonde d'anisotropie hyperfréquence Wilkinson (WMAP). Le Planck, en particulier, nous a donné un instantané de l'Univers primitif qui a permis aux cosmologistes de prédire l'expansion de l'Univers. Mais notre compréhension de l'expansion de l'Univers ne vient pas seulement de l'étude du CMB, mais aussi de la constante Hubble.
La constante de Hubble doit son nom à Edwin Hubble, un astronome américain qui a observé que la vitesse d'expansion des galaxies peut être confirmée par leur décalage vers le rouge. Hubble a également observé des étoiles variables de Céphéide, un type de bougie standard qui nous donne des mesures fiables des distances entre les galaxies. La combinaison des deux observations, la vitesse et la distance, a permis de mesurer l'expansion de l'Univers.
Nous avons donc eu deux façons de mesurer l'expansion de l'Univers, et ils sont généralement d'accord les uns avec les autres. Il y a eu des écarts entre les deux points de pourcentage, mais cela relève du domaine des erreurs de mesure.
Mais maintenant, quelque chose a changé.
Dans un nouvel article, le Dr Adam Riess de l'Université Johns Hopkins et son équipe ont rapporté une mesure plus stricte de l'expansion de l'Univers. Riess et son équipe ont utilisé le télescope spatial Hubble pour observer 18 bougies standard dans leurs galaxies hôtes et ont réduit une partie de l'incertitude inhérente aux études antérieures sur les bougies standard.
Le résultat de cette mesure plus précise est que la constante de Hubble a été affinée. Et cela, à son tour, a augmenté la différence entre les deux façons de mesurer l'expansion de l'Univers. L'écart entre ce que la constante de Hubble nous dit est le taux d'expansion et ce que le CMB, tel que mesuré par le vaisseau spatial Planck, nous dit est le taux d'expansion, est maintenant de 8%. Et 8% est un écart trop important pour être expliqué comme une erreur de mesure.
La conséquence de cela est que nous devrons peut-être réviser notre modèle standard de cosmologie pour en tenir compte, d'une manière ou d'une autre. Et pour l'instant, nous ne pouvons que deviner ce qui pourrait devoir être changé. Il y a cependant au moins quelques candidats.
Il pourrait être centré sur la matière noire et son comportement. Il est possible que Dark Matter soit affecté par une force dans l'Univers qui n'agit sur rien d'autre. Étant donné que l'on sait si peu de choses sur Dark Matter, et que le nom lui-même n'est guère plus qu'un espace réservé pour quelque chose que nous ignorons presque complètement, cela pourrait être cela.
Ou, cela pourrait être quelque chose à voir avec l'énergie noire. Son nom, aussi, n'est vraiment qu'un espace réservé pour quelque chose que nous ne savons presque rien. Peut-être que l'énergie sombre n'est pas constante, comme nous l'avons pensé, mais change avec le temps pour devenir plus forte maintenant que par le passé. Cela pourrait expliquer l'écart.
Une troisième possibilité est que les bougies standard ne sont pas les indicateurs fiables de distance que nous pensions être. Nous avons déjà affiné nos mesures de bougies standard, peut-être le ferons-nous à nouveau.
À ce stade, tout cela mène à la spéculation. Le taux d'expansion de l'Univers a changé auparavant; il y a environ 7,5 milliards d'années, il s'est accéléré. Peut-être que ça change encore, en ce moment à notre époque. Étant donné que l'énergie noire occupe ce que l'on appelle un espace vide, une plus grande partie de celle-ci est peut-être créée à mesure que l'expansion se poursuit. Peut-être que nous atteignons un autre point de basculement ou d'équilibrage.
La seule chose certaine, c'est que c'est un mystère. Celui que nous sommes amenés à comprendre.
