Mais au fait, combien pèse l’Univers ?

Peser l’Univers ? Les physiciens ont trouvé deux méthodes différentes pour le faire. Cependant, il semblerait que ces deux techniques produisent des résultats différents, et ce n’est pas une bonne nouvelle pour le modèle standard de la cosmologie. Ce dernier est en effet le modèle actuellement utilisé par les scientifiques pour décrire l’Univers, et une telle différence dans les calculs pourrait signifier sa fin. Selon Hendrik Hildebrandt, astronome travaillant au Ruhr University Bochum en Allemagne, ce serait une révolution si l’on assiste ici au début de la fin du modèle standard.

Déjà, une telle différence dans les résultats des calculs concernant la constante de Hubble, qui est le taux d’expansion de l’Univers, avait semé le doute dans l’esprit des scientifiques. Cela a créé ce qu’ils appellent la tension de Hubble. Cette fois-ci, les chercheurs ont appelé le problème la tension de sigma-huit. Le paramètre sigma-huit englobe les résultats de la mesure de la densité de la matière dans l’Univers et son degré d’agglutination.

Hildebrandt et son équipe se sont servis du phénomène de lentilles gravitationnelles faibles pour calculer le paramètre sigma-huit. Ce phénomène implique que la lumière provenant de galaxies éloignées soit légèrement courbée par l’attraction gravitationnelle de la matière se trouvant entre ces galaxies et la Terre avant d’arriver au niveau du télescope utilisé.

Une différence significative

Après les calculs, la valeur du sigma-huit que l’équipe de Hildebrandt a trouvée est différente de celle qui a été déduite des observations du CMB ou Cosmic Microwave Background par le satellite Planck de l’ESA. Le CMB est la lumière la plus ancienne que l’on peut observer dans l’Univers. Il a été émis environ 380 000 ans après le Big Bang. Au cours de cette précédente étude, le satellite Planck a cartographié les variations de température et de polarisation du CMB d’un point à un autre du ciel. Les astronomes peuvent ainsi utiliser cette carte pour calculer la valeur du sigma-huit de l’Univers primitif. La valeur du sigma-huit dans le temps présent peut être déduite en se basant sur le modèle standard de la cosmologie.

Les résultats obtenus en utilisant les deux méthodes montrent clairement une différence. La précédente méthode utilisant les données de Planck donne en effet une valeur de 0,81, tandis que la méthode des lentilles gravitationnelles faibles donne 0,74. Selon Hildebrandt, il y a un pourcent de chance que cette tension de sigma-huit soit une fluctuation statistique. Une fluctuation statistique est un bruit aléatoire dans les données qui peut imiter les signaux réels, et qui peut disparaître avec l’augmentation de la quantité de données.

Une nouvelle physique ?

Selon les scientifiques, si la tension de sigma-huit devient aussi significative que l’est actuellement la tension de Hubble, il se pourrait qu’il faille considérer de réévaluer le modèle standard de la cosmologie. Il faudra même invoquer une nouvelle physique qui permettra d’aligner les estimations de Planck avec les mesures directes des paramètres de l’Univers actuel.

Une nouvelle physique pour modifier le modèle standard impliquerait de changer la quantité et la nature de la matière noire et de l’énergie noire présentes dans l’Univers, ainsi que leur interaction avec la matière normale. La tension de sigma-huit correspond ainsi à un enjeu de taille dans le domaine de la physique. En tout cas, attendons de voir si les chercheurs pourront proposer une solution moins radicale que le développement d’une nouvelle physique pour régler ce problème.