Les astronomes se rapprochent d’une solution à l’une des plus grandes énigmes de la cosmologie : l’écart dans la vitesse d’expansion de l’univers. Deux études récentes suggèrent que le taux d’expansion dans notre voisinage cosmique pourrait être plus lent qu’on ne le pensait auparavant, atténuant potentiellement la soi-disant « tension de Hubble ». Cette tension survient parce que différentes méthodes de mesure donnent des valeurs contradictoires pour la constante de Hubble (la vitesse à laquelle l’univers se développe) et que la résoudre pourrait signifier que notre compréhension du cosmos est incomplète.
La constante de Hubble : un critère cosmique
La constante de Hubble, du nom d’Edwin Hubble, quantifie l’expansion de l’univers. Cependant, les observations de l’univers proche utilisant des méthodes telles que les supernovas de type Ia donnent une valeur plus élevée (environ 73 km/s/Mpc) que celles dérivées de l’étude du fond diffus cosmologique (CMB) – la rémanence du Big Bang (environ 68 km/s/Mpc). Cette inadéquation n’est pas seulement un désaccord mineur ; cela suggère une lacune fondamentale dans notre compréhension de la composition et de l’évolution de l’univers.
Une nouvelle approche : Galaxy Group Dynamics
Les dernières recherches proposent une troisième manière indépendante de mesurer l’expansion. Au lieu de s’appuyer sur les supernovas ou le CMB, les scientifiques ont analysé le mouvement des galaxies au sein de deux groupes proches : Centaurus A et M81. Ces groupes sont pris dans une lutte acharnée entre la gravité (rassemblant les galaxies) et l’expansion de l’espace (les séparant). En étudiant ces mouvements, les chercheurs peuvent déduire le taux d’expansion local.
Les deux études ont trouvé une constante de Hubble d’environ 64 km/s/Mpc, soit plus proche de la valeur dérivée du CMB que les mesures locales précédentes. Cela suggère que la tension pourrait provenir de biais de mesure plutôt que d’un manque de physique.
Matière noire et halos : repenser les structures cosmiques
Les résultats remettent également en question les hypothèses sur la répartition de la matière noire. Les simulations prédisent que les groupes de galaxies sont intégrés dans des halos massifs de matière noire, exerçant une forte influence gravitationnelle. Cependant, les nouvelles données suggèrent que ces halos pourraient ne pas être aussi dominants qu’on le pensait auparavant. Les mouvements observés suggèrent que les galaxies centrales brillantes au sein de ces groupes représentent la majeure partie de l’effet gravitationnel, plutôt que le halo de matière noire environnant.
Ce que cela signifie pour l’avenir
L’équipe de recherche a découvert que les deux plus grandes galaxies du groupe Centaurus A, Centaurus A et M83, se comportent comme un système binaire. Le groupe M81 était déjà connu pour avoir une structure binaire (M81 et M82). L’orientation de ces groupes joue également un rôle, le groupe M81 étant incliné à 34 degrés par rapport à son environnement.
“Cette méthode pourrait nous éviter d’avoir besoin d’ajouter de nouveaux ingrédients à notre recette cosmique. Nous pourrons peut-être résoudre les tensions avec les outils dont nous disposons déjà.”
Bien que prometteuse, cette technique n’a été appliquée qu’à deux groupes de galaxies. Une enquête plus approfondie est nécessaire. Les futures observations de télescopes comme le télescope spectroscopique multi-objets de 4 mètres (4MOST) étendront cette étude à une région plus vaste de l’univers, consolidant potentiellement ces découvertes et affinant notre compréhension de la constante de Hubble.
En conclusion, ces nouvelles mesures offrent une solution potentiellement plus simple à la tension de Hubble, qui ne nécessite pas nécessairement d’invoquer une nouvelle physique exotique. L’univers pourrait s’étendre plus lentement que nous le pensions, et nos modèles actuels pourraient être plus près d’être achevés qu’on ne le pensait auparavant.
