Il est largement admis que l’univers s’étend à un rythme accéléré, mais les chercheurs affirment désormais que nos mesures de la mystérieuse force motrice pourraient être erronées et que l’univers a commencé à ralentir il y a 1,5 milliard d’années – alors que d’autres scientifiques ne sont pas d’accord.
Le reste de la supernova Tycho
Il est largement admis que notre univers s’étend à un rythme toujours plus rapide. Mais pourrions-nous nous tromper ? C’est ce qu’affirme un groupe de scientifiques sud-coréens, mais d’autres scientifiques sont très préoccupés par ces travaux.
Notre univers est en expansion depuis le big bang il y a 13,8 milliards d’années. Plusieurs éléments de preuve, notamment des observations d’étoiles mourantes lointaines appelées supernovae de type Ia, suggèrent que cette expansion s’accélère. L’une des principales explications de cette accélération est une force mystérieuse appelée énergie noire, dont la découverte a remporté le prix Nobel de physique 2011.
Young-Wook Lee, de l'Université Yonsei en Corée du Sud, et ses collègues affirment désormais que cela pourrait être faux. Les supernovae de type Ia se produisent lorsque le noyau résiduel d’une étoile comme notre soleil, connue sous le nom de naine blanche, explose dans un système binaire. Les astronomes utilisent ces « bougies standards » comme mesures fiables de distance à travers le cosmos, car on pense qu’elles sont uniformément lumineuses.
Mais Lee et son équipe affirment que la luminosité varie fortement avec l'âge des étoiles, sur la base de leur analyse de 300 galaxies hôtes. Ils disent que les supernovae lointaines peuvent sembler plus faibles que prévu et cela est généralement attribué à l’expansion accélérée de l’univers, mais, une fois ce « biais d’âge » pris en compte, l’expansion accélérée disparaît.
Au lieu de cela, Lee affirme que leurs découvertes suggèrent que l’expansion de l’univers a commencé à ralentir il y a 1,5 milliard d’années, et pourrait même s’inverser à l’avenir, un scénario appelé « big crunch » dans lequel l’univers pourrait se terminer par un big bang inversé. Auparavant, dit-il, « une crise majeure était hors de question. Mais maintenant, c'est une possibilité ».
Adam Riess du Space Telescope Science Institute du Maryland, l'un des lauréats du prix Nobel de physique 2011, n'est pas d'accord avec cette affirmation, soulignant les travaux antérieurs du groupe en 2020 qui avaient été réfutés. « Les nouveaux travaux du même groupe reprennent cet argument avec peu de changements », dit-il, soulignant qu'il est très difficile de mesurer l'âge des étoiles pour les supernovae de type Ia à de grandes distances. Il dit que l'équipe de Lee a utilisé un âge stellaire moyen dérivé de la galaxie hôte. « La théorie derrière cela est faible en raison d'un manque de certitude sur la façon dont (l'étoile) se forme », explique Riess.
Il existe des problèmes connus concernant la manière dont l'âge affecte la luminosité des supernovae de type Ia dans l'univers, explique Mark Sullivan de l'Université de Southampton, au Royaume-Uni, mais ceux-ci sont déjà pris en compte dans les mesures de l'énergie sombre. «Je suis très sceptique sur le fait que cela conduira à un univers en décélération», dit-il.
Les observations à venir avec l'Observatoire Vera C. Rubin au Chili devraient augmenter considérablement le nombre de supernovae de type Ia connues dans l'univers, passant des milliers catalogués aujourd'hui à des dizaines de milliers. Cela nous permettra de « cartographier l'histoire de l'expansion » de l'univers beaucoup plus loin dans le temps, explique Sullivan, excluant potentiellement les affirmations de l'équipe de Lee.
La nature exacte de l’énergie noire reste cependant mystérieuse. Plus tôt cette année, les résultats de l’enquête sur les instruments spectroscopiques de l’énergie noire ont indiqué que l’énergie noire pourrait ne pas être une force constante, mais qu’elle pourrait varier dans le temps. Même si cela ne signifie pas que l’univers est en train de décélérer à l’heure actuelle, cela pourrait suggérer que le taux d’expansion a changé au cours de l’histoire de l’univers.
« L'aiguille indique beaucoup plus que l'énergie noire est une sorte de chose dynamique, et non une constante cosmologique », explique Ed Macaulay de l'Université Queen Mary de Londres. « Je pense que c'est une question vraiment intéressante. »
