Un nouveau témoignage de l’expansion de l’univers remet en question les idées établies en cosmologie. Les chercheurs ont découvert un ralentissement de cette expansion, en se basant sur des explosions stellaires, offrant ainsi un éclairage unique sur la dynamique cosmique actuelle.
L’expansion de l’univers, longtemps vue comme un phénomène en acceleration, pourrait déjà être en ralentissement. C’est ce que révèle une étude réalisée par des astronomes de l’Université Yonsei, en Corée du Sud, qui remet en question le modèle cosmologique standard, le modèle Lambda‑CDM, ou ΛCDM.
Selon cette recherche publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, la luminosité de certaines explosions stellaires visibles depuis la Terre – les supernovae de type Ia, considérées comme les “candelas standards” de l’univers – ne montre aucune preuve d’une acceleration continue. Au contraire, les résultats de l’analyse indiquent un ralentissement, soit un état d’expansion décélérée.
Cette conclusion repose sur l’observation de 300 galaxies abritant des supernovaes, tenant compte d’un effet appelé distorsion de l’âge de la progenitrice de la supernova – un phénomène non intégré dans le modèle cosmologique standard. Au lieu d’évaluer la luminosité des supernovaes indépendamment de l’âge de la star, les scientifiques ont pris en compte l’âge de la progenitrice, selon des mesures récentes montrant une corrélation significative.
“Une fois corrigée cette distorsion systématique, les données sur les supernovaes ne s’alignaient plus au modèle cosmologique standard ΛCDM,” déclarent les chercheurs. Au contraire, les résultats correspondaient beaucoup mieux à un nouveau modèle cosmologique, proposé par le projet Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), dérivé des oscillations acoustiques baryoniques (BAO) – le son du Big Bang – et des données de la radiation cosmique de fond (CMB).
De l’analyse combinée des données de l’étude avec celles de DESI et CMB, il apparaît que l’univers ne s’accélère pas à un rythme croissant comme précédemment pensé, mais se trouve dans un état d’expansion décélérée.
“Dans le projet DESI – souligne le professeur Young-Wook Lee de l’Université Yonsei et principal auteur de l’étude – les résultats clés ont été obtenus en combinant des données non corrigées sur les supernovaes avec des mesures des oscillations acoustiques baryoniques, conduisant à la conclusion que, bien que l’univers décélérera à l’avenir, il est encore en train d’accélérer. En revanche, notre analyse (qui a appliqué la correction de l’âge aux supernovaes, ndlr) montre que l’univers est déjà entré dans une phase de décélération. Étonnamment, cela coïncide avec ce qui a été prédit indépendamment par les analyses BAO-only ou BAO+CMB, bien que ces résultats n’aient jusqu’à présent pas reçu beaucoup d’attention.”
Nouveaux scénarios pour l’énergie sombre
Cette étude de l’Université Yonsei va au-delà d’indiquer une décélération de l’expansion de l’univers : elle questionne la fiabilité des mêmes observations qui, en 1998, ont mené à la découverte de l’accélération de l’univers grâce à l’étude des supernovaes et qui ont valu le prix Nobel de Physique 2011 à Adam Riess, Saul Perlmutter et Brian Schmidt. Ces conclusions reposaient en fait sur les observations des supernovaes de type Ia comme “candelas standards”, dont la luminosité a permis d’estimer la distance des galaxies les abritant et de comparer ces distances avec le redshift de la lumière – le décalage vers le rouge dû à l’expansion de l’univers – afin de mesurer la vitesse de l’expansion cosmique.
Selon les nouveaux résultats, les variations proviendraient non seulement d’effets cosmologiques mais également de l’âge des étoiles progenitrices. “En corrigeant ce biais d’âge en fonction du redshift, les données des supernovaes s’alignent plus étroitement avec le modèle d’énergie sombre variable dans le temps, proposé par les données du projet DESI.”
Si confirmé, ce scénario impliquerait que l’énergie sombre ne soit pas une constante immuable – la constante cosmologique Lambda du modèle ΛCDM – qui pousserait l’univers à s’étendre de plus en plus rapidement, mais une composante dynamique, donc une variable dans le temps, qui s’affaiblirait. Une perspective ouvrant la voie à l’élaboration de nouveaux modèles théoriques et à de futures missions d’observation dédiées à explorer la véritable nature de cette force cosmique mystérieuse.