Jamais une mesure de l'expansion cosmique n'avait atteint une telle précision. Elle révèle que l'Univers s'étend plus vite que ce que le modèle standard de la cosmologie ne le prédit, aggravant la fameuse tension de Hubble. Ce constat laisse penser qu'un ingrédient manque à notre compréhension actuelle du cosmos.
Les chercheurs utilisent traditionnellement deux méthodes très différentes pour déterminer le taux d'expansion de l'Univers. L'une se concentre sur les objets relativement proches en mesurant notre distance à certaines autres étoiles et galaxies. L'autre remonte à l'Univers primordial, en utilisant le fond diffus cosmologique pour estimer ce que le taux d'expansion devrait être aujourd'hui selon le modèle standard de la cosmologie.
Interprétation artistique de l'échelle des distances cosmiques — une succession de méthodes qui se chevauchent pour mesurer les distances dans l'Univers, où chaque barreau de l'échelle fournit des informations pour déterminer les distances au barreau suivant.
Crédit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard Traitement d'image: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)
En principe, les deux approches devraient s'accorder. Dans la pratique, ce n'est pas le cas. Les observations de l'Univers local indiquent systématiquement un taux d'expansion plus rapide — autour de 73 kilomètres par seconde par mégaparsec — alors que les estimations basées sur l'Univers primordial donnent des valeurs plus faibles, proches de 67 ou 68.
Pour affiner la mesure, des astronomes ont combiné des décennies d'observations dans un système unique et coordonné. Cet effort, mené par la collaboration H0 Distance Network (H0DN), a produit la mesure directe la plus précise du taux d'expansion local. Dans un article publié le 10 avril dans Astronomy & Astrophysics, l'équipe rapporte une constante de Hubble de 73,50 ± 0,81 kilomètres par seconde par mégaparsec, atteignant une précision d'un peu plus de 1 %. Ce résultat n'est pas qu'une nouvelle valeur, c'est un cadre construit par la communauté qui rassemble des décennies de mesures de distances indépendantes, de manière transparente et accessible.
Au lieu de s'appuyer sur une seule technique, l'équipe a créé un "réseau de distances" qui relie plusieurs méthodes indépendantes de mesure des distances cosmiques. Ces méthodes incluent les étoiles variables céphéides, les étoiles géantes rouges de luminosité connue, les supernovae de type Ia et certains types de galaxies. Ce réseau permet aux scientifiques de vérifier les résultats de multiples façons.
De son coté, le taux d'expansion mesuré le plus lent dépend du modèle standard de la cosmologie, qui décrit comment l'Univers a évolué depuis le Big Bang. Si ce modèle est incomplet — par exemple s'il ne capture pas entièrement le comportement de l'énergie noire, des particules inconnues, ou d'éventuelles modifications de la gravité — ses prédictions pour le taux d'expansion actuel pourraient être inexactes.
Cela pourrait donc indiquer que la tension de Hubble est une preuve que notre modèle actuel de l'Univers manque d'un élément important.
. On est sur Terre, l'unité n'est par exemple pas la même à la surface qu'au centre, c'est pas évident à montrer mais tout le monde a entendu parler de la contradiction des longueurs par la gravité, fonction de la distance au centre 
. Et on peut aussi se référer à l'unité de longueur au centre d'une bulle cosmique 
, enfin dans un modèle de détente 
par exemple (exit le moteur non local de l'expansion du vide, seule la gravité est le moteur 
, local, d'intensité décroissante en 1/R3/2 
), parceque dans le modèle d'expansion (où vide et densités sont tous deux des moteurs à part entière), on comprend que le potentiel est nul 
au centre des bulles cosmiques, et là tintin pour définir une échelle 
. Dans un modèle de détente, on peut définir une échelle du vide 
, fonction du potentiel gravitationnel de l'univers observable 
. Si le vide donne l'impression d'être un moteur 
, c'est juste parcequ'il est l'alter-ego des densités 
, comme peut l'être un reflet dans un miroir
(on dit par exemple aujourd'hui:" une contraction locale, c'est comme une expansion non-locale" 
, ce qui n'a pas la même signification que: "une détente locale, c'est comme une dilatation non locale" 
), en somme il faut s'attendre à ce que la géométrie génère un effet miroir, par exemple le CMB semble être un bon candidat pour être celui des redshifts
, locale et non locale, parceque nous ne sommes pas une masse pure 
(en gros ponctuelle), notre géométrie est composite, à la fois constituée de l'unité du vide et de l'unité locale, il n'est donc pas surprenant d'obtenir des mesures hybrides 
aux échelles cosmologiques! Par exemple si l'on calcule le potentiel d'une galaxie, on se rend compte qu'il est 1/100.000fois plus faible que celui de son univers observable (en tenant compte d'une gravité en 1/R3/2), ie à partir du CMB, on calcule H0 (enfin, sa version décalage en fréquence par MPc) via l'unité des densités. Et l'autre mesure s'obtient à l'aide des redshifts, via le modèle de dilatation (bon, va vraiment falloir que je fasse une récap' 
sur cette histoire de symétrie à base de réciproque), c'est à dire l'unité du vide. Voilà, c'était pas compliqué à comprendre 
, c'est juste un problème de référentiel 
. Bon, certes, il faut changer de cadre cosmologique 
, mais bon, c'est un moindre mal 
, comparé aux épicycles 
qui attendent le modèle d'expansion!
(le temps est ralenti au sein des masses 
), nous mesurons deux vieillissements de l'univers 
via deux unités distinctes (mais couplées), bref il n'y a aucune raison 
que H0 soit le même 
si l'on décidait de faire sa mesure au centre d'une bulle cosmique, avec l'unité du vide, ou au centre d'une masse (disons au potentiel d'une galaxie comme la nôtre), avec l'unité des densités. La symétrie d'univers, par équivalence réciproque entre le modèle de détente et le modèle de dilatation, s'observe finalement avec un décalage 
, il ne peut définir une unité du vide 
, il ne peut être plat, il est forcément à un potentiel non nul 
, à priori celui de la masse de l'univers observable (vue au travers de son volume d'espace-temps, à estimer en fonction de la dérive de la gravitation le long de son rayon 
), enfin si, il pourrait conclure, qu'il est faux 
, que ses hypothèses sont fausses 
(si vous en voyez un autre, faites signe!), càd où seule la gravité travaille. On peut toujours faire un modèle de détente avec des matières exotiques 
, mais bon, avec les "petits points rouges", les galaxies plates, les TNSM, et même les trois à la fois 
avec peu de paramètres, et ainsi la MN 
!