{"id":1175,"date":"2021-05-16T18:57:08","date_gmt":"2021-05-16T18:57:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/benin\/politique\/quel-est-ce-mystere-autour-de-la-taille-reelle-de-notre-univers"},"modified":"2021-05-16T20:52:32","modified_gmt":"2021-05-16T20:52:32","slug":"quel-est-ce-mystere-autour-de-la-taille-reelle-de-notre-univers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/benin\/toutes-les-actualites\/quel-est-ce-mystere-autour-de-la-taille-reelle-de-notre-univers","title":{"rendered":"Quel est ce myst\u00e8re autour de la taille r\u00e9elle de notre Univers?"},"content":{"rendered":"

Africa-Press<\/a> – Benin<\/a>. <\/strong><\/span>Commen\u00e7ons par dire que l\u2019Univers est grand. Lorsque nous regardons dans n\u2019importe quelle direction, les r\u00e9gions visibles les plus \u00e9loign\u00e9es de l\u2019Univers sont estim\u00e9es \u00e0 environ 46 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re. Cela repr\u00e9sente un diam\u00e8tre de 540 sextillions (ou 54 suivi de 22 z\u00e9ros) de kilom\u00e8tres. Mais il ne s\u2019agit l\u00e0 que de notre meilleure estimation : personne ne conna\u00eet la taille r\u00e9elle de l\u2019Univers.<\/p>\n

En effet, nous ne pouvons voir que la distance parcourue par la lumi\u00e8re (ou plus pr\u00e9cis\u00e9ment par le rayonnement micro-ondes \u00e9mis par le Big Bang) depuis la naissance de l\u2019Univers. Depuis que l\u2019Univers a \u00e9clat\u00e9 il y a environ 13,8 milliards d\u2019ann\u00e9es, il n\u2019a cess\u00e9 de s\u2019\u00e9tendre vers l\u2019ext\u00e9rieur. Mais comme nous ne connaissons pas non plus l\u2019\u00e2ge pr\u00e9cis de l\u2019Univers, il est difficile de d\u00e9terminer son \u00e9tendue au-del\u00e0 des limites de ce que nous pouvons voir.<\/p>\n

Une propri\u00e9t\u00e9 que les astronomes ont essay\u00e9 d\u2019utiliser pour les aider \u00e0 le faire est un nombre connu sous le nom de constante de Hubble.<\/p>\n

\u201cC\u2019est une mesure de la vitesse d\u2019expansion de l\u2019univers \u00e0 l\u2019heure actuelle\u201d, explique Wendy Freedman, astrophysicienne \u00e0 l\u2019universit\u00e9 de Chicago, qui a pass\u00e9 sa carri\u00e8re \u00e0 la mesurer. \u201cLa constante de Hubble d\u00e9finit l\u2019\u00e9chelle de l\u2019Univers, \u00e0 la fois sa taille et son \u00e2ge.\u201d<\/p>\n

Il est utile d\u2019imaginer l\u2019Univers comme un ballon que l\u2019on gonfle. Plus les \u00e9toiles et les galaxies, comme des points \u00e0 la surface du ballon, s\u2019\u00e9loignent rapidement les unes des autres, plus la distance qui les s\u00e9pare augmente. De notre point de vue, cela signifie que plus une galaxie est \u00e9loign\u00e9e de nous, plus elle s\u2019\u00e9loigne rapidement.<\/p>\n

Malheureusement, plus les astronomes mesurent ce nombre, plus il semble d\u00e9fier les pr\u00e9dictions fond\u00e9es sur notre compr\u00e9hension de l\u2019Univers. Une m\u00e9thode de mesure directe nous donne une certaine valeur, tandis qu\u2019une autre mesure, qui repose sur notre compr\u00e9hension d\u2019autres param\u00e8tres de l\u2019Univers, dit autre chose. Soit les mesures sont fausses, soit il y a quelque chose de d\u00e9fectueux dans la fa\u00e7on dont nous pensons que notre Univers fonctionne.<\/p>\n

Mais les scientifiques pensent aujourd\u2019hui \u00eatre proches d\u2019une r\u00e9ponse, en grande partie gr\u00e2ce \u00e0 de nouvelles exp\u00e9riences et observations visant \u00e0 d\u00e9couvrir ce qu\u2019est r\u00e9ellement la constante de Hubble.<\/p>\n

\u201cEn tant que cosmologistes, nous sommes confront\u00e9s \u00e0 un d\u00e9fi technique : comment mesurer cette quantit\u00e9 de mani\u00e8re aussi pr\u00e9cise et exacte que possible ? d\u00e9clare Rachael Beaton, astronome \u00e0 l\u2019universit\u00e9 de Princeton. Pour relever ce d\u00e9fi, dit-elle, il faut non seulement acqu\u00e9rir les donn\u00e9es pour la mesurer, mais aussi recouper les mesures de toutes les mani\u00e8res possibles. \u201cDe mon point de vue de scientifique, cela ressemble plus \u00e0 l\u2019assemblage d\u2019un puzzle qu\u2019\u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019un myst\u00e8re \u00e0 la Agatha Christie\u201d.<\/p>\n

La toute premi\u00e8re mesure de la constante de Hubble, effectu\u00e9e en 1929 par l\u2019astronome dont elle porte le nom \u2013 Edwin Hubble \u2013 l\u2019a chiffr\u00e9e \u00e0 500 km par seconde par m\u00e9gaparsec (km\/s\/Mpc), soit 310 miles\/s\/Mpc. Cette valeur signifie que pour chaque m\u00e9gaparsec (une unit\u00e9 de distance \u00e9quivalente \u00e0 3,26 millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re) qui s\u2019\u00e9loigne de la Terre, les galaxies que vous voyez s\u2019\u00e9loignent de nous 500 km\/s (310 miles\/s) plus vite que celles qui se trouvent un m\u00e9gaparsec plus pr\u00e8s.<\/p>\n

Plus d\u2019un si\u00e8cle apr\u00e8s la premi\u00e8re estimation du taux d\u2019expansion cosmique par Hubble, ce chiffre a \u00e9t\u00e9 revu \u00e0 la baisse \u00e0 maintes reprises. Les estimations actuelles le situent entre 67 et 74 km\/s\/Mpc (42-46 miles\/s\/Mpc).<\/p>\n

Le probl\u00e8me vient en partie du fait que la constante de Hubble peut \u00eatre diff\u00e9rente selon la fa\u00e7on dont on la mesure.<\/p>\n

La plupart des descriptions de la divergence de la constante de Hubble indiquent qu\u2019il existe deux fa\u00e7ons de mesurer sa valeur : la premi\u00e8re consiste \u00e0 observer la vitesse \u00e0 laquelle les galaxies proches s\u2019\u00e9loignent de nous, tandis que la seconde utilise le fond diffus cosmologique (CMB), la premi\u00e8re lumi\u00e8re qui s\u2019est \u00e9chapp\u00e9e apr\u00e8s le Big Bang.<\/p>\n

Nous pouvons encore voir cette lumi\u00e8re aujourd\u2019hui, mais \u00e0 cause des parties \u00e9loign\u00e9es de l\u2019univers qui s\u2019\u00e9loignent de nous, la lumi\u00e8re a \u00e9t\u00e9 \u00e9tir\u00e9e en ondes radio. Ces signaux radio, d\u00e9couverts pour la premi\u00e8re fois par hasard dans les ann\u00e9es 1960, nous donnent la premi\u00e8re id\u00e9e de ce \u00e0 quoi ressemblait l\u2019Univers.<\/p>\n

Deux forces concurrentes \u2013 l\u2019attraction de la gravit\u00e9 et la pouss\u00e9e vers l\u2019ext\u00e9rieur du rayonnement \u2013 ont jou\u00e9 un jeu de tiraillement cosmique avec l\u2019univers \u00e0 ses d\u00e9buts, ce qui a cr\u00e9\u00e9 des perturbations qui peuvent encore \u00eatre observ\u00e9es dans le fond diffus cosmologique sous la forme de minuscules diff\u00e9rences de temp\u00e9rature.<\/p>\n

Gr\u00e2ce \u00e0 ces perturbations, il est possible de mesurer la vitesse d\u2019expansion de l\u2019Univers peu apr\u00e8s le Big Bang et d\u2019appliquer cette mesure au mod\u00e8le standard de la cosmologie pour en d\u00e9duire le taux d\u2019expansion actuel. Ce mod\u00e8le standard est l\u2019une des meilleures explications dont nous disposons pour expliquer comment l\u2019Univers a commenc\u00e9, de quoi il est fait et ce que nous voyons autour de nous aujourd\u2019hui.<\/p>\n

Mais il y a un probl\u00e8me. Lorsque les astronomes tentent de mesurer la constante de Hubble en observant comment les galaxies proches s\u2019\u00e9loignent de nous, ils obtiennent un chiffre diff\u00e9rent.<\/p>\n

\u201cSi le mod\u00e8le [standard] est correct, alors on pourrait imaginer que les deux valeurs \u2013 ce que vous mesurez aujourd\u2019hui localement et la valeur que vous d\u00e9duisez des premi\u00e8res observations \u2013 concordent\u201d, explique Freedman. \u201cEt ce n\u2019est pas le cas\u201d.<\/p>\n

Lorsque le satellite Planck de l\u2019Agence spatiale europ\u00e9enne (ESA) a mesur\u00e9 les \u00e9carts dans le CMB, d\u2019abord en 2014 puis \u00e0 nouveau en 2018, la valeur qui ressort pour la constante de Hubble est de 67,4 km (41,9 miles)\/s\/Mpc. Mais cette valeur est inf\u00e9rieure d\u2019environ 9 % \u00e0 celle que des astronomes comme Freedman ont mesur\u00e9e en observant des galaxies proches.<\/p>\n

D\u2019autres mesures du CMB effectu\u00e9es en 2020 \u00e0 l\u2019aide du t\u00e9lescope cosmologique d\u2019Atacama ont permis d\u2019\u00e9tablir une corr\u00e9lation avec les donn\u00e9es de Planck. \u201cCela permet d\u2019exclure qu\u2019il y ait eu un probl\u00e8me syst\u00e9matique avec Planck provenant de quelques sources\u201d, a d\u00e9clar\u00e9 M. Beaton. Si les mesures du CMB \u00e9taient correctes, il ne restait que deux possibilit\u00e9s : soit les techniques utilisant la lumi\u00e8re des galaxies proches \u00e9taient erron\u00e9es, soit le mod\u00e8le standard de la cosmologie devait \u00eatre modifi\u00e9.<\/p>\n

La technique utilis\u00e9e par Freedman et ses coll\u00e8gues tire parti d\u2019un type sp\u00e9cifique d\u2019\u00e9toile appel\u00e9 variable c\u00e9ph\u00e9ide. D\u00e9couvertes il y a une centaine d\u2019ann\u00e9es par l\u2019astronome Henrietta Leavitt, ces \u00e9toiles changent de luminosit\u00e9, devenant plus faibles ou plus brillantes au fil des jours ou des semaines. Leavitt a d\u00e9couvert que plus l\u2019\u00e9toile est brillante, plus elle met de temps \u00e0 s\u2019\u00e9clairer, puis \u00e0 s\u2019affaiblir et \u00e0 s\u2019\u00e9clairer \u00e0 nouveau. D\u00e9sormais, les astronomes peuvent d\u00e9terminer exactement la luminosit\u00e9 r\u00e9elle d\u2019une \u00e9toile en \u00e9tudiant ces pulsations de luminosit\u00e9. En mesurant la luminosit\u00e9 \u00e0 laquelle elle nous appara\u00eet sur Terre, et en sachant que la lumi\u00e8re diminue en fonction de la distance, on dispose d\u2019un moyen pr\u00e9cis de mesurer la distance des \u00e9toiles.<\/p>\n

Mme Freedman et son \u00e9quipe ont \u00e9t\u00e9 les premiers \u00e0 utiliser les variables c\u00e9ph\u00e9ides des galaxies voisines de la n\u00f4tre pour mesurer la constante de Hubble \u00e0 l\u2019aide des donn\u00e9es du t\u00e9lescope spatial Hubble. En 2001, ils l\u2019ont mesur\u00e9e \u00e0 72 km (45 miles)\/s\/Mpc.<\/p>\n

Depuis lors, la valeur obtenue en \u00e9tudiant les galaxies locales tourne autour du m\u00eame point. En utilisant le m\u00eame type d\u2019\u00e9toiles, une autre \u00e9quipe a utilis\u00e9 le t\u00e9lescope spatial Hubble en 2019 pour arriver \u00e0 un chiffre de 74 km (46 miles)\/s\/Mpc. Puis quelques mois plus tard, un autre groupe d\u2019astrophysiciens a utilis\u00e9 une technique diff\u00e9rente impliquant la lumi\u00e8re provenant des quasars pour obtenir une valeur de 73km (45 miles)\/s\/Mpc.<\/p>\n

Si ces mesures sont correctes, elles sugg\u00e8rent que l\u2019Univers pourrait se gonfler plus rapidement que ne le permettent les th\u00e9ories du mod\u00e8le standard de la cosmologie. Cela pourrait signifier que ce mod\u00e8le \u2013 et avec lui notre meilleure tentative de d\u00e9crire la nature fondamentale de l\u2019Univers \u2013 doit \u00eatre mis \u00e0 jour. Pour l\u2019instant, la r\u00e9ponse n\u2019est pas certaine, mais si c\u2019est le cas, les implications pourraient \u00eatre profondes.<\/p>\n

\u201cCela pourrait nous dire qu\u2019il manque quelque chose \u00e0 ce que nous pensons \u00eatre notre mod\u00e8le standard\u201d, d\u00e9clare Freedman. \u201cNous ne savons pas encore pourquoi cela se produit, mais c\u2019est l\u2019occasion de faire une d\u00e9couverte.\u201d<\/p>\n

Si le mod\u00e8le standard est erron\u00e9, cela pourrait signifier que nos mod\u00e8les de la composition de l\u2019Univers, les quantit\u00e9s relatives de mati\u00e8re baryonique ou \u201cnormale\u201d, de mati\u00e8re noire, d\u2019\u00e9nergie noire et de rayonnement, ne sont pas tout \u00e0 fait corrects. Et si l\u2019Univers se d\u00e9veloppe vraiment plus rapidement que nous le pensions, il pourrait \u00eatre beaucoup plus jeune que les 13,8 milliards d\u2019ann\u00e9es actuellement admises.<\/p>\n

Une autre explication de cet \u00e9cart serait que la partie de l\u2019Univers dans laquelle nous vivons est en quelque sorte diff\u00e9rente ou sp\u00e9ciale par rapport au reste de l\u2019Univers, et que cette diff\u00e9rence fausse les mesures. \u201cC\u2019est loin d\u2019\u00eatre une analogie parfaite, mais vous pouvez penser \u00e0 la fa\u00e7on dont la vitesse ou l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de votre voiture est modifi\u00e9e si vous montez ou descendez une colline, m\u00eame si vous appliquez la m\u00eame pression sur l\u2019acc\u00e9l\u00e9rateur\u201d, dit Beaton. \u201cJe pense qu\u2019il est peu probable que ce soit la cause ultime de la divergence de la constante de Hubble que nous constatons, mais je pense aussi qu\u2019il est important de ne pas n\u00e9gliger le travail effectu\u00e9 pour obtenir ces r\u00e9sultats.\u201d<\/p>\n

Mais les astronomes pensent qu\u2019ils sont sur le point de d\u00e9terminer avec pr\u00e9cision ce qu\u2019est la constante de Hubble et laquelle des mesures est correcte.<\/p>\n

\u201cCe qui est passionnant, c\u2019est que je pense que nous allons vraiment r\u00e9soudre ce probl\u00e8me dans un d\u00e9lai assez court, que ce soit dans un an, deux ou trois ans\u201d, d\u00e9clare Freedman. \u201cIl y a tellement de choses qui se profilent \u00e0 l\u2019horizon et qui vont am\u00e9liorer la pr\u00e9cision avec laquelle nous pouvons effectuer ces mesures que je pense que nous arriverons \u00e0 r\u00e9soudre ce probl\u00e8me.\u201d<\/p>\n

L\u2019un d\u2019entre eux est l\u2019observatoire spatial Gaia de l\u2019ESA, lanc\u00e9 en 2013, qui a mesur\u00e9 la position d\u2019environ un milliard d\u2019\u00e9toiles avec une grande pr\u00e9cision. Les scientifiques s\u2019en servent pour calculer les distances entre les \u00e9toiles gr\u00e2ce \u00e0 une technique appel\u00e9e parallaxe. Lorsque Gaia tourne autour du Soleil, son point d\u2019observation dans l\u2019espace change, un peu comme si vous fermiez un \u0153il et regardiez un objet, puis que vous le regardiez avec l\u2019autre \u0153il, il appara\u00eet \u00e0 un endroit l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rent. Ainsi, en \u00e9tudiant des objets \u00e0 diff\u00e9rentes p\u00e9riodes de l\u2019ann\u00e9e pendant son orbite, Gaia permettra aux scientifiques de d\u00e9terminer avec pr\u00e9cision la vitesse \u00e0 laquelle les \u00e9toiles s\u2019\u00e9loignent de notre propre syst\u00e8me solaire.<\/p>\n

Une autre installation qui aidera \u00e0 r\u00e9pondre \u00e0 la question de la valeur de la constante de Hubble est le t\u00e9lescope spatial James Webb, dont le lancement est pr\u00e9vu fin 2021. En \u00e9tudiant les longueurs d\u2019onde infrarouges, il permettra de meilleures mesures qui ne seront pas obscurcies par la poussi\u00e8re qui se trouve entre nous et les \u00e9toiles.<\/p>\n

Cependant, s\u2019ils d\u00e9couvrent que la diff\u00e9rence de la constante de Hubble persiste, il sera alors temps d\u2019adopter une nouvelle physique. Et bien que de nombreuses th\u00e9ories aient \u00e9t\u00e9 propos\u00e9es pour expliquer cette diff\u00e9rence, aucune ne correspond tout \u00e0 fait \u00e0 ce que nous voyons autour de nous. Chaque th\u00e9orie potentielle pr\u00e9sente un inconv\u00e9nient. Par exemple, il se pourrait qu\u2019il y ait eu un autre type de rayonnement dans l\u2019univers primitif, mais nous avons mesur\u00e9 le CMB avec une telle pr\u00e9cision que cela semble peu probable. Une autre possibilit\u00e9 est que l\u2019\u00e9nergie sombre puisse changer avec le temps.<\/p>\n

\u201cCela semblait \u00eatre une piste prometteuse, mais il y a maintenant d\u2019autres contraintes sur la fa\u00e7on dont l\u2019\u00e9nergie noire pourrait changer en fonction du temps\u201d, d\u00e9clare Freedman. \u201cIl faudrait le faire d\u2019une mani\u00e8re vraiment artificielle et cela ne semble pas tr\u00e8s prometteur.\u201d Une autre possibilit\u00e9 serait que l\u2019\u00e9nergie sombre pr\u00e9sente dans l\u2019univers primitif ait simplement disparu, mais il n\u2019y a pas de raison \u00e9vidente pour laquelle elle le ferait.<\/p>\n

Cela a oblig\u00e9 les scientifiques \u00e0 r\u00eaver de nouvelles id\u00e9es qui pourraient expliquer ce qui se passe. \u201cLes gens y travaillent tr\u00e8s dur et c\u2019est passionnant\u201d, ajoute Freedman. \u201cCe n\u2019est pas parce que personne n\u2019a encore r\u00e9alis\u00e9 ce qu\u2019est [l\u2019explication] qu\u2019il n\u2019y aura pas une bonne id\u00e9e qui \u00e9mergera.\u201d<\/p>\n

En fonction de ce que ces nouveaux t\u00e9lescopes r\u00e9v\u00e9leront, Beaton et Freedman pourraient bien se retrouver au milieu d\u2019un myst\u00e8re digne d\u2019un roman d\u2019Agatha Christie apr\u00e8s tout.<\/p>\n

* Abigail Beall est une journaliste scientifique ind\u00e9pendante et l\u2019auteur de The Art of Urban Astronomy.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Africa-Press – Benin. Commen\u00e7ons par dire que l\u2019Univers est grand. Lorsque nous regardons dans n\u2019importe quelle direction, les r\u00e9gions visibles les plus \u00e9loign\u00e9es de l\u2019Univers sont estim\u00e9es \u00e0 environ 46 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re. Cela repr\u00e9sente un diam\u00e8tre de 540 sextillions (ou 54 suivi de 22 z\u00e9ros) de kilom\u00e8tres. 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