Depuis plus de 100 ans, les astronomes sont aux prises avec une question fondamentale : à quelle vitesse l’univers se développe-t-il ? Ce débat persistant, souvent appelé « Grand débat de la cosmologie », a commencé dans les années 1920 et se poursuit aujourd’hui, non pas en raison du manque de données, mais en raison de mesures contradictoires et du besoin potentiel d’une physique entièrement nouvelle.
Le premier grand débat : des galaxies au-delà des nôtres
Le conflit initial est né d’une question simple : les faibles « nébuleuses spirales » observées dans le ciel nocturne étaient-elles simplement des nuages au sein de notre propre galaxie, la Voie lactée, ou étaient-elles des galaxies entièrement séparées au-delà de la nôtre ? En 1920, Harlow Shapley et Heber Curtis s’engageèrent dans un débat public à l’Académie nationale des sciences des États-Unis, Shapley plaidant en faveur d’un univers relativement petit dominé par la Voie lactée. Curtis a rétorqué que ces nébuleuses étaient des « univers insulaires » – des galaxies indépendantes situées à de grandes distances.
Curtis a eu raison lorsque Edwin Hubble a confirmé plus tard que ces nébuleuses étaient en fait des galaxies au-delà de la nôtre. Cette découverte a considérablement élargi l’échelle connue de l’univers, passant d’une vision localisée à une vision de l’immensité cosmique. Cependant, même après cette résolution, le débat sur la vitesse de l’expansion de l’univers venait tout juste de commencer.
La constante de Hubble et les premières divergences
Hubble lui-même a proposé la « constante de Hubble » en 1929 – un nombre qui quantifie le taux d’expansion cosmique. Son estimation initiale était d’environ 500 kilomètres par seconde par mégaparsec, ce qui implique un univers jeune. Cependant, cette valeur présentait immédiatement un paradoxe : si elle était vraie, l’univers serait plus jeune que certaines des roches les plus anciennes de la Terre, ce qui était impossible.
Dans les années 1980, les astronomes se divisent en deux camps opposés : Gérard de Vaucouleurs, favorable à une constante de Hubble proche de 100, et Allan Sandage, qui plaide pour une valeur inférieure autour de 50. Tous deux utilisent des méthodes similaires mais refusent obstinément de céder du terrain.
Le projet Hubble Key et la reprise du conflit
Le lancement du télescope spatial Hubble dans les années 1990 a apporté une nouvelle précision. Wendy Freedman a dirigé le « Projet Hubble Key », affinant les mesures à une valeur d’environ 72 kilomètres par seconde par mégaparsec. Pendant un temps, le débat a semblé réglé, les données convergeant vers ce chiffre.
Pourtant, un nouveau conflit est apparu au début des années 2000. Les mesures basées sur le fond diffus cosmologique (CMB) – la rémanence du Big Bang – ont donné une valeur nettement inférieure : environ 67 kilomètres par seconde par mégaparsec. Cet écart, connu sous le nom de « tension de Hubble », a persisté malgré des mesures de plus en plus précises des deux côtés.
Le grand débat moderne : un mystère plus profond
Aujourd’hui, la tension liée à Hubble n’est toujours pas résolue. Les deux méthodes, les mesures de distance locales et l’analyse CMB, restent en désaccord. Cela suggère plusieurs possibilités : des erreurs systématiques dans l’une ou les deux méthodes, ou la nécessité d’une physique entièrement nouvelle au-delà de notre compréhension actuelle de l’univers.
Les astronomes explorent désormais des méthodes indépendantes, telles que l’analyse des ondes gravitationnelles et l’utilisation de différents types d’étoiles pour affiner les mesures. Le débat fait rage, non pas comme un simple désaccord, mais comme le signe que notre compréhension fondamentale du cosmos est peut-être encore incomplète.
La quête en cours pour mesurer l’expansion de l’univers n’est pas simplement un exercice académique ; c’est une recherche de l’image la plus précise de la réalité elle-même. La persistance de la tension de Hubble suggère que l’univers pourrait réserver des surprises bien au-delà de ce que nous imaginons actuellement.
