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Le mystère persistant du taux d’expansion de l’Univers

NASA/PIA15818

Des chercheurs américains ont utilisé une nouvelle méthode pour mesurer le taux d’expansion de l’Univers. Cette dernière relance un débat de longue date sur la détermination de son âge. Explications avec Thibaut Louis, chercheur au CNRS.

L’Univers est en expansion. Cela signifie que les galaxies s’éloignent inexorablement les unes des autres. En physique, on peut mesurer ce taux d’expansion en utilisant ce qu’on appelle la constante de Hubble H0, nommée en hommage à l’astronome américain Edwin Hubble. Conventionnellement, cette constante vaut environ 70 km/s/Mpc (lire l'encadré ci-dessous).

Ainsi, la valeur de la constante de Hubble signifie que les galaxies situées à une distance de 1 Mpc de la Terre s’éloignent à une vitesse de 70 km/s. Celles situées à une distance de 2 Mpc de la Terre s’éloignent à une vitesse de 140 km/s, etc. Plus les galaxies sont lointaines, plus elles s’éloignent rapidement. Patrick L. Kelly, professeur adjoint à l'École de physique et d'astronomie de l'Institut d'astrophysique du Minnesota (Etats-Unis), et son équipe ont publié dans les revues Science et The Astrophysical Journal, le 11 mai 2023, une méthode novatrice pour parvenir à cette découverte, se démarquant ainsi des approches traditionnellement utilisées par les astrophysiciens.

Afin d’évaluer les distances dans l’Univers, on utilise l’année-lumière. En pratique, les astronomes ont recours au parsec (pc) qui est la contraction de "parallaxe-seconde". Un parsec équivaut à 3.262 années-lumière. Un mégaparsec (Mpc) équivaut donc à 1 million de parsecs, ce qui fait 3,262 millions d’années-lumière.

Taux d’expansion de l’Univers : la communauté scientifique divisée sur les méthodes

Pour comprendre la portée de ces nouveaux travaux, revenons quelques années en arrière. Jusqu’à la fin des années 2010, deux méthodes ont été employées pour estimer le taux d'expansion de l'Univers.

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La première méthode utilise ce que les astronomes appellent "les chandelles standards". D’abord, on calcule la vitesse d’éloignement d’une galaxie en utilisant le redshift (décalage vers le rouge) de son spectre (son émission en fonction de s[...]

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