L’énigme de l’expansion de l’univers, une question qui a longtemps déconcerté les cosmologistes, pourrait être résolue grâce à une théorie alternative de la gravité. Cette nouvelle approche pourrait expliquer les contradictions dans les valeurs mesurées de la constante de Hubble-Lemaître, mettant fin à la soi-disant « tension de Hubble ».
La constante de Hubble-Lemaître et la tension de Hubble
La constante de Hubble-Lemaître décrit la vitesse à laquelle l’univers s’étend. Cependant, différentes méthodes de mesure ont donné des valeurs contradictoires, créant une énigme pour les cosmologistes connue sous le nom de «tension de Hubble».
La vitesse à laquelle les galaxies s’éloignent les unes des autres est proportionnelle à la distance qui les sépare. Par exemple, si une galaxie A est deux fois plus éloignée de la Terre qu’une galaxie B, sa distance par rapport à nous augmente également deux fois plus vite. Cette relation a été reconnue pour la première fois par l’astronome américain Edwin Hubble.
Une nouvelle solution à la tension de Hubble
Des chercheurs des universités de Bonn et de St. Andrews proposent maintenant une nouvelle solution à cette énigme. En utilisant une théorie alternative de la gravité, ils expliquent facilement la contradiction dans les valeurs mesurées – la tension de Hubble disparaît. Leur étude a été publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Le professeur Pavel Kroupa de l’Institut Helmholtz de physique des radiations et de la physique nucléaire à l’Université de Bonn explique : « L’univers semble s’étendre plus rapidement dans notre voisinage – c’est-à-dire jusqu’à une distance d’environ trois milliards d’années-lumière – que dans son ensemble. »
La théorie de la gravité modifiée
Les groupes de travail ont utilisé une théorie modifiée de la gravité dans une simulation informatique. Cette «dynamique newtonienne modifiée» (abrégée en MOND) a été proposée il y a quatre décennies par le physicien israélien Prof. Dr. Mordehai Milgrom. Bien qu’elle soit encore considérée comme une théorie marginale aujourd’hui, « dans nos calculs, cependant, MOND prédit avec précision l’existence de telles bulles », ajoute Pavel Kroupa.
Si l’on suppose que la gravité se comporte réellement selon les hypothèses de Milgrom, la tension de Hubble disparaîtrait : il n’y aurait en réalité qu’une seule constante pour l’expansion de l’univers, et les écarts observés seraient dus à des irrégularités dans la distribution de la matière.
En synthèse
La tension de Hubble, une énigme de longue date dans le domaine de la cosmologie, pourrait être résolue grâce à une théorie alternative de la gravité. Cette nouvelle perspective, proposée par des chercheurs pourrait expliquer les contradictions dans les valeurs mesurées de la constante de Hubble-Lemaître.
En supposant que la gravité se comporte selon les hypothèses de la dynamique newtonienne modifiée (MOND), il n’y aurait en réalité qu’une seule constante pour l’expansion de l’univers. Les écarts observés seraient alors dus à des irrégularités dans la distribution de la matière.
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Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la constante de Hubble-Lemaître ?
La constante de Hubble-Lemaître décrit la vitesse à laquelle l’univers s’étend. Elle est fondamentale en cosmologie.
Qu’est-ce que la tension de Hubble ?
La tension de Hubble est une énigme pour les cosmologistes, causée par des valeurs contradictoires de la constante de Hubble-Lemaître obtenues par différentes méthodes de mesure.
Quelle est la nouvelle solution proposée pour résoudre la tension de Hubble ?
Des chercheurs proposent une théorie alternative de la gravité pour expliquer les contradictions dans les valeurs mesurées de la constante de Hubble-Lemaître.
Qu’est-ce que la dynamique newtonienne modifiée (MOND) ?
La MOND est une théorie proposée par le physicien israélien Mordehai Milgrom. Elle suggère que les forces gravitationnelles peuvent se comporter différemment de ce qu’Albert Einstein avait prévu.
Quelle serait la conséquence si la gravité se comportait selon les hypothèses MOND ?
Si la gravité se comportait selon les hypothèses de la MOND, la tension de Hubble disparaîtrait. Il n’y aurait en réalité qu’une seule constante pour l’expansion de l’univers.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| La constante de Hubble-Lemaître décrit la vitesse d’expansion de l’univers |
| La tension de Hubble est due à des valeurs contradictoires de la constante de Hubble-Lemaître |
| Une théorie alternative de la gravité pourrait résoudre la tension de Hubble |
| La dynamique newtonienne modifiée (MOND) est une théorie qui modifie la théorie de la gravité d’Einstein |
| Si la gravité se comportait selon la MOND, il n’y aurait qu’une seule constante pour l’expansion de l’univers |
Références
Sergij Mazurenko, Indranil Banik, Pavel Kroupa and Moritz Haslbauer: Simultaneous solution to the Hubble tension and observed bulk flow within 250 ℎ−1 Mpc; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; https://arxiv.org/abs/2311.17988, DOI: https://dx.doi.org/10.1093/mnras/stad3357
Les informations de cet article sont basées sur une étude publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
