Depuis près d'un siècle, les astronomes s'efforcent de mesurer la vitesse à laquelle l'Univers s'étend. Deux méthodes principales ont été utilisées: l'une basée sur l'observation du fond diffus cosmologique, vestige du Big Bang, et l'autre sur l'étude des étoiles et galaxies proches. Ces approches ont conduit à des estimations divergentes de la constante de Hubble, un paramètre clé décrivant l'expansion de l'Univers. Elle a même un nom: la tension de Hubble.
Cette illustration de la vue de face du télescope spatial James Webb montre son bouclier solaire et ses miroirs dorés.
NASA/ESA/CSA/Northrop Grumman
Le télescope spatial James Webb, lancé en 2021, offre une précision inégalée dans l'observation des étoiles lointaines. Grâce à sa résolution quatre fois supérieure à celle de Hubble et à sa sensibilité accrue, il permet d'analyser des étoiles individuelles dans des galaxies éloignées, réduisant ainsi les incertitudes dans les mesures de distance.
Une équipe dirigée par Wendy Freedman de l'Université de Chicago a utilisé les données combinées des télescopes Hubble et James Webb pour recalculer la constante de Hubble avec la seconde méthode. Leur étude a abouti à une valeur de 70,4 km/s/Mpc, avec une marge d'erreur de ±3 %. Cette estimation se rapproche de celle obtenue par le satellite Planck, de 67,4 km/s/Mpc, pour la première méthode. L'écart entre les deux méthodes se retrouve à la limite de l'intervalle de compatibilité.
Cette convergence suggère que la divergence précédemment observée pourrait être due à des erreurs systématiques dans les mesures antérieures. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats.
Historiquement, la constante de Hubble a été introduite par Edwin Hubble en 1929, marquant une avancée majeure dans notre compréhension de l'Univers en expansion. Depuis lors, affiner sa valeur est devenu une priorité pour les cosmologistes, car elle influence directement les estimations de l'âge et de la taille de l'Univers.
Le télescope James Webb continue de jouer un rôle crucial dans cette quête. Ses futures observations, notamment dans des amas de galaxies comme celui de la Chevelure de Bérénice, pourraient fournir des données supplémentaires pour affiner la mesure de la constante de Hubble et, potentiellement, résoudre définitivement la tension persistante.
En attendant, cette avancée représente une étape significative vers une meilleure compréhension de l'Univers et de son expansion.
Comment mesure-t-on l'expansion de l'Univers?
L'expansion de l'Univers est mesurée à l'aide de deux méthodes principales. La première repose sur l'analyse du fond diffus cosmologique, une lumière résiduelle du Big Bang. Cette méthode donne une image de l'Univers dans ses premiers instants.
La seconde méthode utilise des indicateurs de distance comme les supernovae et les étoiles géantes rouges. En comparant leur luminosité intrinsèque à leur luminosité apparente, les scientifiques peuvent estimer leur distance et, par extension, la vitesse d'expansion de l'Univers.
Ces mesures nécessitent des corrections, avec la prise en compte par exemple de la poussière cosmique, qui altère la luminosité perçue. Les avancées technologiques, comme celles apportées par le télescope James Webb, améliorent considérablement les précisions.