TLe télescope spatial James Webb a confirmé les résultats de télescopes plus petits concernant la vitesse d’expansion de l’univers. Au lieu de régler le débat sur la physique, cela ne fait qu’empirer les choses, car les mesures précédentes contredisent ce que les astronomes pensent que cela devrait se produire, sur la base de Échos du Big Bang. Cela ne signifie (probablement) pas que nous devons jeter la plupart de ce que nous pensons savoir sur la cosmologie, comme certains le disent. Réclamation d’articles populairesmais cela laisse un gros problème à résoudre.
Les astronomes ont mis au point un certain nombre de moyens pour déterminer la vitesse à laquelle l’univers se développe, une mesure qui a des implications importantes sur l’âge et l’avenir de l’univers. Initialement, ces prévisions comportaient de nombreuses incertitudes et, même si les prévisions de référence variaient, les barres d’erreur se chevauchaient, il n’y avait donc pas de quoi s’inquiéter.
Cependant, à mesure que nos outils se sont améliorés et que le nombre de sources étudiées a augmenté, les écarts n’ont pas disparu. C’est ce qu’on appelle désormais la « tension de Hubble », une référence à la constante de Hubble, le nombre qui définit la relation entre la distance d’un objet distant et sa vitesse.
Le télescope spatial James Webb est capable d’effectuer l’une des mesures cruciales, la distance aux galaxies lointaines, avec une plus grande précision que tout autre instrument. Peut-être, pensaient certains astronomes, cela fournirait-il une réponse plus proche de celle obtenue par d’autres méthodes, résolvant la tension de Hubble. Au lieu de cela, il a confirmé les résultats d’autres télescopes.
« Avez-vous déjà eu du mal à voir une marque qui se trouvait au bord de votre champ de vision ? Que dit-elle ? Qu’est-ce que cela signifie ? Même avec les télescopes les plus puissants, les « marques » que les astronomes veulent lire semblent si petites que nous avons du mal à les voir. aussi », a déclaré le professeur Adam Rees de l’Université Johns Hopkins. déclaration. Rees a partagé le prix Nobel de physique 2011 pour avoir prouvé que l’expansion de l’univers s’accélère.
« Le signe que les cosmologistes veulent lire est le signe de la limite de vitesse cosmique qui nous indique la vitesse à laquelle l’univers se développe – un nombre appelé constante de Hubble », a expliqué Rees. « Notre marque est inscrite dans les étoiles des galaxies lointaines. Les étoiles de ces galaxies nous disent à quelle distance elles se trouvent, et donc combien de temps cette lumière a voyagé pour nous atteindre, et les redshifts des galaxies nous disent à quel point l’univers a voyagé. » développé au cours de cette période, et nous indique ainsi le taux d’expansion.
Rees a remporté son prix pour avoir contribué à effectuer cette mesure à l’aide de supernovae de type Ia, dont la luminosité intrinsèque maximale est très constante. Cependant, cela nécessiterait d’attendre que le bon type de supernova explose. Les étoiles connues sous le nom de variables céphéides offrent une alternative, car elles sont plus abondantes.
La luminosité d’une céphéide est liée à la vitesse à laquelle elle se dilate et se contracte, ce qui nous donne encore une fois une mesure qui peut être utilisée pour calculer la distance qui les sépare. Les variables céphéides nous ont donné notre première idée de la taille de l’univers, révélant que des galaxies lointaines se trouvent en dehors de la Voie Lactée.
Cependant, elles ne sont pas aussi brillantes que les supernovae et les variables céphéides ne sont pas visibles dans les galaxies lointaines. Cependant, à des centaines de millions d’années-lumière, ils peuvent calibrer les mesures des supernovas, offrant ainsi une précision supplémentaire, mais seulement si nous pouvons les distinguer des étoiles ordinaires proches.
Le télescope spatial James Webb fonctionne à des longueurs d’onde où cela est plus facile à faire qu’avec le télescope Hubble, et Reiss et ses collègues l’ont utilisé pour mesurer plus de 320 étoiles céphéides, certaines dans la galaxie relativement proche NGC 4258 et dans NGC 5584, qui a récemment accueilli une supernova.
Leurs mesures montrent que la méfiance à l’égard de la précision de Hubble n’était pas sans fondement, car celui-ci mesurait très bien ces galaxies. Cependant, ce que les deux télescopes spatiaux ont découvert ne correspond pas exactement aux attentes basées sur le fond diffus cosmologique.
La tension liée à Hubble n’est toujours pas résolue.
« La possibilité la plus excitante est que le stress soit la preuve de quelque chose qui nous manque dans notre compréhension de l’univers », a ajouté Rees. « Cela pourrait indiquer l’existence d’une énergie noire exotique, d’une matière noire exotique, d’une révision de notre compréhension de la gravité ou de l’existence d’une particule ou d’un champ unique. » Comme si l’énergie noire ordinaire et la matière noire n’étaient pas assez déroutantes.
Quatre siècles plus tard, Shakespeare a toujours raison : il y a Nous sommes Il y a plus de choses au ciel et sur la terre que quiconque dans sa philosophie, y compris Horatio, pourrait rêver.
L’étude a été précédemment acceptée Journal d’astrophysiqueL’édition anticipée est disponible sur ArXiv.org.
Une version précédente de cet article a été publiée en septembre 2023
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