Dans l'Univers, un mystère persiste: comment s'opère l'expansion de l'Univers ? La réponse standard à cette question repose sur le modèle Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), fondé sur l'observation de la lumière issue du Big Bang, plus précisément du fond diffus cosmologique (CMB). Selon ce modèle, les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse croissante avec la distance, un phénomène mesuré par la constante de Hubble.
Une illustration de galaxies au sein d'une toile de matière noire et d'énergie sombre montrant les effets de la lentille gravitationnelle, avec le bleu indiquant la position et la forme réelles des galaxies et le blanc montrant la position et la forme "lentillée" déplacée.
Crédit image: RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/J. Pinto
Toutefois, une tension, surnommée la "tension de Hubble", surgit lorsqu'on compare les taux d'expansion mesurés à proximité de la Terre avec ceux prédits par le CMB. Les mesures locales suggèrent un taux 10% supérieur à celui prédit. Pour comprendre cette divergence, une nouvelle étude, menée par
Indranil Banik, postdoctorant en astrophysique à l'Université de St. Andrews en Ecosse, propose une hypothèse audacieuse: nous vivrions au sein d'un immense vide spatial.
Ce vide, d'un rayon d'environ un milliard d'années-lumière et d'une densité inférieure de 20% à la moyenne de l'Univers, pourrait distordre les mesures locales. L'idée repose sur le fait que les régions plus denses autour du vide exerceraient une attraction gravitationnelle plus forte, créant des flux de matière comme repoussés par le vide.
Pour tester cette théorie, les chercheurs se sont appuyés sur une théorie alternative à la gravité newtonienne, la Dynamique Newtonienne Modifiée (MOND). Cette théorie, proposée pour expliquer les anomalies dans les vitesses de rotation des galaxies, suggère que la loi de Newton sur la gravité pourrait ne pas s'appliquer dans les régions où la force gravitationnelle est très faible.
En comparant les observations de galaxies récentes, l'étude a révélé que le flux moyen de galaxies, ou flux global, sur un milliard d'années-lumière est quatre fois plus rapide que ce que le modèle standard prédit. Cette observation renforce la thèse d'un vide local.
Néanmoins, cette hypothèse soulève des questions sur le modèle cosmologique standard. Des structures comme le gigantesque amas de galaxies "El Gordo", apparu trop tôt dans l'histoire cosmique et possédant une masse et une vitesse de collision trop élevées, suggèrent que le modèle standard sous-estime la vitesse de formation des structures.
Face à ces tensions, la question se pose: faut-il repenser la théorie de la gravité d'Einstein, la Relativité Générale, sur des échelles plus vastes que le million d'années-lumière ? Ce débat ouvre des perspectives passionnantes pour l'astrophysique, mettant en lumière la complexité et les mystères de notre Univers.