Le Big Bang a existé ! Le télescope James Webb confirme une prédiction importante découverte par Hubble !

En décembre 2021, le télescope spatial James Webb a été lancé dans le cadre d’un projet visant à comprendre les premiers instants de l’Univers. L’idée est que le James Webb permettrait d’observer des galaxies très lointaines qui montreraient à quoi ressemblait l’Univers durant les premières centaines de millions d’années. Ceci est rendu possible par la capacité du télescope à observer les longueurs d’onde infrarouges.

Avec des observations d’un Univers aussi jeune, le James Webb permettrait de comprendre comment l’Univers a évolué au cours de ces 13,8 milliards d’années. L’un des concepts les plus importants est le taux d’expansion de l’Univers, qui indique la vitesse à laquelle l’espace-temps se développe. La constante de Hubble est utilisée pour décrire ce taux et est basée sur la relation entre la vitesse des galaxies et leurs distances au système solaire. Cependant, déterminer cette valeur avec précision constitue un défi en astronomie, connu sous le nom de « tension de Hubble ».

Grâce aux données de James Webb, les astronomes ont pu calculer une nouvelle estimation de la constante de Hubble. D’après les résultats obtenus, la valeur est pratiquement identique à celle déterminée à l’aide du télescope Hubble, lancé dans les années 1990 dans ce but précis. Cette confirmation des données de Hubble constitue une avancée dans la compréhension de l’expansion de l’Univers et pourrait peut-être aider à résoudre la crise cosmologique actuelle.

Constante de Hubble

La constante de Hubble est une mesure importante en cosmologie car elle décrit le taux d’expansion de l’Univers. Cette idée a été proposée par l’astronome Edwin Hubble en 1929 lorsqu’il a observé pour la première fois que plus une galaxie est éloignée, plus elle s’éloigne de nous rapidement. Cette observation a été l’une des premières à démontrer que l’Univers est en expansion, changeant à jamais le cours de la cosmologie.

La constante de Hubble est définie comme le rapport entre la vitesse à laquelle une galaxie s’éloigne et sa distance à la Voie Lactée.

Même si cela semble simple, mesurer la constante de Hubble reste un défi majeur en cosmologie, car elle nécessite des données extrêmement précises. Différentes méthodes sont utilisées pour ce calcul, la plus connue étant l’utilisation de supernovae de type Ia. De plus, le fond diffus cosmologique (CMB) peut également être utilisé. Cependant, les résultats obtenus par différentes méthodes présentent des écarts, générant une tension appelée « Tension Hubble ».

Crise cosmologique

La « tension Hubble » fait partie d’un phénomène plus large connu sous le nom de crise cosmologique, où les données d’observation divergent des modèles théoriques. Par exemple, l’une des principales méthodes de calcul utilisant les supernovas fournit une valeur d’environ 73 km/s/Mpctandis qu’une autre méthode, basée sur le fond diffus cosmologique, donne 67 km/s/Mpc. Bien que proches, ces valeurs présentent une différence significative pour les modèles cosmologiques.

Ce qui est frappant, c’est que les deux méthodes sont précises, mais que la divergence persiste. Certains astrophysiciens suggèrent que ces divergences pourraient révéler les limites du modèle cosmologique standard, tandis que d’autres pensent que le problème pourrait provenir des données ou de notre champ de vision depuis la Voie lactée. L’espoir est qu’avec les nouveaux télescopes, les données deviendront encore plus fiables, permettant ainsi de résoudre progressivement la crise cosmologique.

La polémique autour du JWST

Les résultats du JWST attirent l’attention car le télescope a déjà été la cible de controverses mi-2022. Lorsque les premiers résultats du télescope ont été publiés, plusieurs chaînes et reportages ont circulé, affirmant que le télescope avait « confirmé que le Big Bang n’existait pas ». Cependant, ces allégations étaient incorrectes et sont apparues à la suite d’interprétations erronées de certains articles publiés à l’époque.

La raison en était que les données du JWST montraient des galaxies plus grandes et plus évoluées que prévu pour l’Univers primitif. Les astronomes ont publié des articles affirmant que la théorie de la formation et de l’évolution des galaxies doit être révisée. Ce domaine de l’astronomie a toujours été un sujet de débat, et l’un des objectifs du JWST était de mieux comprendre comment les galaxies se sont formées au début de l’Univers. Aucune des données ne fournit de preuve contre le modèle du Big Bang.

Nouveau résultat

Un article récemment publié a utilisé les données JWST sur les étoiles variables et les supernovas de type Ia. Ces objets fonctionnent comme des « bougies standards » car leur luminosité est bien décrite en théorie et en mesurant la luminosité apparente, il est possible de calculer la distance de l’objet. Le groupe a utilisé ces observations pour calculer la constante de Hubble.

Les chercheurs ont obtenu une estimation de 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc, une valeur très proche de celle obtenue par les données du télescope Hubble qui estime une valeur de 72,8 km/s/Mpc. Même avec le nombre limité d’observations de supernova réalisées par JWST, les premiers résultats indiquent déjà une cohérence entre les estimations des deux télescopes. Cette cohérence est importante en cosmologie et on s’attend à ce que lorsque davantage de données seront disponibles, un nouveau calcul soit effectué.

Alors, le Big Bang s’est-il produit ?

La théorie du Big Bang est l’explication du début de l’Univers et a été proposée à la suite de diverses observations montrant que l’Univers est en expansion. Depuis les observations de Hubble dans les années 1920, d’autres observations ont continué à confirmer la théorie du Big Bang. L’une d’elles est la découverte en 1965 du rayonnement cosmique de fond micro-onde, qui serait un « écho » des premiers instants de l’Univers.

D’autres observations, comme les proportions d’éléments comme l’hydrogène et l’hélium, concordent avec les calculs basés sur la théorie du Big Bang. Différentes expériences et observations précises sont en accord avec les prédictions de cette théorie. Et même si une observation la contredit, cela ne suffit pas à renverser facilement la théorie du Big Bang, tant elle est robuste.

Référence de l’article :

Riess et coll. 2024 JWST valide les mesures de distance HST : la sélection du sous-échantillon de supernova explique les différences dans les estimations JWST de H0 local Le journal d’astrophysique