Soit les mesures des distances entre galaxies comportent une erreur systémique, soit il existe un problème fondamental dans notre compréhension de la physique de l’univers.
Des scientifiques de l’université d’Hawaï à Manoa ont créé la plus grande collection jamais réalisée de distances de galaxies très précises, appelée Cosmicflows-4. Au total, 56 000 galaxies ont été mesurées à l’aide de huit méthodes différentes. Dans l’univers, les galaxies, comme la Voie lactée, sont composées de centaines de milliards d’étoiles. À la suite du Big Bang, les galaxies situées au-delà de notre voisinage immédiat s’éloignent en accélérant, plus rapidement si elles sont plus éloignées, en raison de l’expansion de l’univers. En déterminant les distances entre les galaxies et les vitesses d’éloignement, nous pouvons déterminer la taille de l’univers et le temps qui s’est écoulé depuis sa naissance.
Les astronomes tentent de déterminer les distances des galaxies depuis qu’elles ont été repérées il y a cent ans, a déclaré l’astronome Brent Tully. La précision de nos outils est désormais telle que nous pouvons mesurer la distance entre les galaxies et le taux d’expansion de l’univers, ainsi que l’âge de l’univers, avec une précision de quelques pour cent. Grâce aux mesures nouvellement obtenues, des chercheurs ont déterminé la constante de Hubble, ou H0, qui correspond au taux d’expansion de l’univers. Avec une incertitude statistique d’environ 1,5 %, l’équipe a déterminé que la valeur de H0 était de 75 km par seconde par mégaparsec ou Mpc (1 mégaparsec = 3,26 millions d’années-lumière).
Pour mesurer la distance des galaxies, il existe un certain nombre de méthodes. Cependant, la recherche se concentre généralement sur une méthode spécifique. Le programme Cosmicflows de Tully et Ehsan Kourkchi combine les données originales de deux méthodes avec les données de nombreuses études antérieures. Les intercomparaisons devraient atténuer la possibilité d’une erreur systématique, car Cosmicflows-4 utilise un certain nombre d’estimateurs de distance différents et indépendants. On estime que l’univers a environ 13 milliards d’années, mais un paradoxe de grande importance est apparu en ce qui concerne les détails.
En utilisant le modèle standard de la cosmologie, H0=67,5 km/s/Mpc avec une incertitude de 1km/s/Mpc est prédit. Il existe une différence de 7,5 km/s/Mpc entre les valeurs mesurées et prédites pour la constante de Hubble, ce qui est beaucoup plus élevé que prévu, compte tenu des incertitudes statistiques. Soit les mesures des distances des galaxies comportent une erreur systémique, soit il existe un problème fondamental dans notre compréhension de la physique de l’univers.
L’expérience Cosmicflows-4 est également utilisée pour étudier les galaxies individuelles et la façon dont elles évoluent avec l’expansion de l’univers. En raison des influences gravitationnelles, les amas de matière peuvent dévier de cette expansion régulière à une échelle allant de notre Soleil et de la Terre à des rassemblements de galaxies à l’échelle d’un demi-milliard d’années-lumière. Une grande partie de l’univers est composée de mystérieuse matière noire. Afin de mieux comprendre comment les vastes structures de l’univers, dominées par la matière noire, se sont formées au cours d’éons de temps, nous pouvons recréer les orbites que les galaxies ont suivies depuis leur formation en sachant comment leurs mouvements ont été influencés par la masse qui les entoure.
L’étude a été publiée dans The Astrophysical Journal.
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