L’Univers est en growth, mais à quelle vitesse exactement ? La réponse semble dépendre du fait que vous estimiez le taux d’expansion cosmique – appelé constante de Hubble, ou H0 – basé sur l’écho du Large Bang (le fond diffus cosmologique, ou CMB) ou que vous mesuriez directement H0 sur la foundation de les étoiles et les galaxies d’aujourd’hui. Ce problème, connu sous le nom de tension de Hubble, a intrigué les astrophysiciens et les cosmologistes du monde entier.
Une étude menée par le groupe de recherche Stellar Conventional Candles and Distances, dirigé par Richard Anderson à l’Institut de physique de l’EPFL, ajoute une nouvelle pièce au puzzle. Leurs recherches, publiées dans Astronomy & Astrophysics, ont permis d’obtenir le calibrage le in addition précis des étoiles céphéides – un style d’étoile variable dont la luminosité fluctue sur une période définie – pour les mesures de length à ce jour sur la foundation des données collectées par l’Agence spatiale européenne (ESA). Mission Gaïa. Ce nouveau calibrage amplifie encore la rigidity de Hubble.
La constante de Hubble (H0) porte le nom de l’astrophysicien qui, avec Georges Lemaître, a découvert le phénomène à la fin des années 1920. Elle est mesurée en kilomètres par seconde par mégaparsec (km/s/Mpc), où 1 Mpc correspond à approximativement 3,26 thousands and thousands d’années-lumière.
La meilleure mesure directe de H0 utilise une « échelle de length cosmique », dont le leading échelon est fixé par le calibrage absolu de la luminosité des Céphéides, désormais recalibré par l’étude de l’EPFL. À leur tour, les Céphéides calibrent le prochain échelon de l’échelle, où les supernovae – de puissantes explosions d’étoiles en fin de vie – retracent l’expansion de l’espace lui-même. Cette échelle de distance, mesurée par les supernovae, H0, pour l’équipe d’équation d’état de l’énergie noire (SH0ES) dirigée par Adam Riess, lauréat du prix Nobel de physique 2011, area H0 à 73, ± 1, km/s/Mpc.
Leading rayonnement après le Huge Bang
H0 peut également être déterminé en interprétant le CMB – qui est le rayonnement micro-ondes omniprésent laissé par le Significant Bang il y a plus de 13 milliards d’années. Cependant, cette méthode de mesure de « l’Univers précoce » doit supposer la compréhension physique la as well as détaillée de la façon dont l’Univers évolue, le rendant dépendant du modèle. Le satellite Planck de l’ESA a fourni les données les furthermore complètes sur le CMB, et selon cette méthode, H0 est de 67,4 ±, 5 km/s/Mpc.
La tension de Hubble fait référence à cet écart de 5,6 km/s/Mpc, selon que l’on utilise la méthode CMB (univers précoce) ou la méthode de l’échelle de length (univers tardif). L’implication, à affliction que les mesures effectuées dans les deux méthodes soient correctes, est qu’il y a quelque selected qui ne va pas dans la compréhension des lois physiques fondamentales qui régissent l’Univers. Naturellement, cet enjeu majeur souligne à quel place la fiabilité des méthodes des astrophysiciens est essentielle.
La nouvelle étude de l’EPFL est si importante motor vehicle elle renforce le premier échelon de l’échelle des distances en améliorant le calibrage des Céphéides en tant que traceurs de distance. En effet, le nouvel étalonnage nous permet de mesurer des distances astronomiques à ±, 9 % près, ce qui apporte un soutien solide à la mesure de l’Univers tardif. De additionally, les résultats obtenus à l’EPFL, en collaboration avec l’équipe SH0ES, ont permis d’affiner la mesure de H0, d’où une meilleure précision et une significativité accrue de la tension de Hubble.
« Notre étude confirme le taux d’expansion de 73 km/s/Mpc, mais plus significant encore, elle fournit également les étalonnages les in addition précis et les furthermore fiables des céphéides en tant qu’outils pour mesurer les distances à ce jour », explique Anderson. « Nous avons développé une méthode qui recherchait les Céphéides appartenant à des amas d’étoiles constitués de plusieurs centaines d’étoiles en testant si les étoiles se déplaçaient ensemble dans la Voie Lactée. Grâce à cette astuce, nous avons pu profiter de la meilleure connaissance des mesures de parallaxe de Gaia tout en bénéficiant du achieve de précision fourni par les nombreuses étoiles membres de l’amas. Cela nous a permis de pousser la précision des parallaxes de Gaia à leur limite et fournit la foundation la furthermore solide sur laquelle l’échelle de length peut reposer. »
Repenser les concepts de base
L’écart a de nombreuses autres implications. Cela remet en concern les fondamentaux mêmes, comme la mother nature exacte de l’énergie noire, le continuum espace-temps et la gravité. « Cela signifie que nous devons repenser les ideas de foundation qui constituent le fondement de notre compréhension globale de la physique », explique Anderson.
L’étude de son groupe de recherche apporte également une contribution importante dans d’autres domaines. « Parce que nos mesures sont si précises, elles nous donnent un aperçu de la géométrie de la Voie lactée », explique Mauricio Cruz Reyes, doctorant dans le groupe de recherche d’Anderson et auteur principal de l’étude. « L’étalonnage très précis que nous avons développé nous permettra de mieux déterminer la taille et la forme de la Voie lactée en tant que galaxie à disque plat et sa distance par rapport aux autres galaxies, par exemple. Notre travail a également confirmé la fiabilité des données de Gaia en les comparant à celles prises d’autres télescopes. »
