Un nouvel accroc au modèle ΛCDM ?

[yves95210]

Salut,

Sur son blog, Eric Simon titre "Observation d'une anisotropie de l'Univers !", en faisant référence à la publication dont il résume les observations et les conclusions :

Migkas et ses collaborateurs produisent des cartes en coordonnées galactiques de différentes paramètres cosmologiques, et notamment du paramètre de Hubble H0. Le résultat est bluffant : en fonction de la direction dans le ciel, le taux d'expansion varie d'un minimum de 65,2 ± 1,48 km s−1 Mpc−1 (localisé à une longitude de 303° et une latitude -27°) à un maximum de 76,64 ± 1,41 km s−1 Mpc−1 (trouvé en +34◦, +26◦).
La conclusion des astrophysiciens est nette : il y a bien une anisotropie dans l'expansion de l'Univers, mais en revanche ils ne s'avancent pas sur les aspects théoriques d'une cause possible de cette anisotropie.

Je précise (ce que ne fait pas l'article d'Eric Simon) que cette conclusion est basée sur l'observation de clusters dont la distance de luminosité est de plusieurs milliards d'années-lumières (jusqu'à z=0,3, soit D_L=5 milliards d'A.L). Il ne s'agit donc pas d'un effet "local" au sens où on l'entend habituellement.
Mais quand-même assez local pour que l'effet de cette anisotropie ne soit pas visible dans le CMB.

Et pour ma part j'aurais mis un point d'interrogation plutôt qu'un point d'exclamation à la fin du titre.
Sur son blog, l'astrophysicien Peter Coles est plus mesuré (comme d'ailleurs les auteurs de la publication) :

The discussion in the paper focuses on two possibilities: (i) that the clusters are participating in a large-scale correlated motion; and (ii) that the Expansion of the Universe is not occurring isotropically. The latter option is the one that has attracted the most media attention (presumably because it has the most far-reaching implications). This seems to me to be a very unlikely explanation, however, because anisotropic expansion of the magnitude implied would leave a ~10% signal in the Cosmic Microwave Background which is not observed.

Reste à voir si la direction de cette anisotropie est la même que celle que d'autres chercheurs suspectent dans les observations des supernovae qui ont conduit à valider l'idée de l'accélération de l'expansion. Je n'ai pas encore vérifié, ni lu la nouvelle publication (un pavé de 44 pages).

Ceux qui me connaissent se doutent que j'ai tout de suite pensé aux modèles de cosmologie inhomogène dont on a déjà parlé dans ce forum. Mais chut...
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[Gilgamesh]

Vivement Euclid. Comme mentionné dans le blog de Cole la première chose qui me vient à l'esprit c'est comment on rend ça compatible avec l'homogénéité du CMB, ou avec les mesure d'isotropie spatiale mesurée sur les quasar du SDSS (source)

[yves95210]

Le document que tu cites à propos de la mesure d'isotropie spatiale basée sur les quasars montre une isotropie au-delà de z=2,2, donc au-delà d'un volume comobile de 740 Gpc³ centré sur notre galaxie.
Alors que la nouvelle publication exploite des observations de clusters jusqu'à un peu plus de z=0,3. Autrement dit à l'intérieur d'un volume comobile de 8 Gpc³ centré sur notre galaxie. (merci http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html)

C'est compatible avec l'idée d'une "échelle d'homogénéité" (celle à partir de laquelle on peut considérer que l'univers moyen est homogène) qui serait plus grande que celle estimée jusqu'à présent.

Et ce n'est pas incompatible avec l'idée qu'un univers né homogène ou du moins passé par une phase de quasi-homogénéité à l'époque du CMB, modélisable dans sa jeunesse par la solution de Friedmann-Lemaître, ne l'est plus à partir du moment où les grandes structures commencent à se former. Ce qui compliquerait pas mal la vie des cosmologistes et des astrophysiciens.

Mais comme tu dis, vivement Euclid, histoire de remettre tout ça bien à plat (spatialement). Ou pas...

[pm42]

Est ce que cela pourrait être une piste pour expliquer la crise autour de la mesure de la constante de Hubble ? J'ai l'impression que non mais je suis loin d'être pointu sur le sujet.

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves95210]

Est ce que cela pourrait être une piste pour expliquer la crise autour de la mesure de la constante de Hubble ? J'ai l'impression que non mais je suis loin d'être pointu sur le sujet.

Wait and see...

Mais si le résultat de cette étude est confirmé, il faudra en tenir compte pour éviter un biais dans les mesures "locales" (biais déjà suspecté par l'autre publication que j'ai citée, et qui suscite des controverses). Et s'il se trouve que les objets utilisés pour ces mesures sont majoritairement dans la direction selon laquelle le paramètre de Hubble prend sa valeur la plus grande selon la nouvelle publication, ça pourrait effectivement expliquer la différence trouvée avec les mesures basées sur le CMB.

En allant plus loin, c'est même la notion de "constante" de Hubble qui pourrait tomber (constante spatialement dans un univers homogène), en même temps que l'hypothèse d'un univers suffisamment homogène à toute époque pour être décrit en bonne approximation par le modèle de Friedmann-Lemaître.
Idée qui fait se dresser les cheveux sur la tête de la majorité des cosmologistes

[JPL]

Un article sur Futura et la discussion ici : https://forums.futura-sciences.com/c...irections.html

[pascelus]

Il y avait des biais dans cette étude. Un démenti ici: https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2....html?m=1#more

[yves95210]

Salut,

Oui, j'avais vu, mais j'avais oublié qu'on en avait parlé ici.
Cependant le débat reste ouvert : Colin, Rameez et Sarkar ont déjà répondu a la publication que tu cites (je n'ai lu que l'abstract de leur nouveau papier).

Du coup, je viens de regarder si la publication à l'origine de ce fil avait suscité d'autres commentaires, et j'ai trouvés ceux d'Ethan Siegel, dans deux articles consécutifs (https://medium.com/starts-with-a-ban...g-d3bc1058a3b5 et https://medium.com/starts-with-a-ban...s-3b889c68ed85).
Ses critiques portent plutôt sur l'interprétation exagérée qu'ont faite les média des résultats de cette étude que sur le fond (les auteurs eux-même restant prudents sur les conclusions à en tirer sur le plan théorique), et sur l'absence d'explication théorique (justement...). A mon avis ce dernier point n'est pas une critique valable : si les résultats expérimentaux sont solides (ce qui reste à confirmer par d'autres mesures) et contredisent partiellement la théorie en vigueur, c'est plutôt aux théoriciens de se poser des questions - mais comme d'hab ceux-ci préfèrent parler de possibles erreurs systématiques non prises en compte par les expérimentateurs...

Quoi qu'il en soit, ça commence à faire un paquet d'observations posant problème au modèle, puisque ça s'ajoute à l'écart significatif entre la valeur de Ho calculée à partir des observations du CMB à l'aide du modèle standard et la valeur mesurée par différentes méthodes dans l'univers local (qui convergent toutes vers une valeur supérieure celle obtenue par la collaboration Planck).

A ce sujet je signale une publication qui vient de paraître (lien arxiv), et l'article de blog d'Eric Simon qui la résume. Une nouvelle méthode de mesure de Ho, basée sur l'observation des grandes structures de l'univers (BAO+vides), produit des résultats différents suivant le redshift des structures observées. Et étonnamment (...?), la valeur trouvée en se basant sur des structures de l'univers local (z<2) est compatible avec les mesures de Ho basées sur la "local distance ladder", alors que la valeur trouvée en ajoutant des structures plus lointaines se rapproche de celle calculée par Planck...

[pascelus]

Bonjour Yves,

Je ne doutais pas que tu aurais vu cet article. C'etait plutôt à usage d'autres éventuels lecteurs que je l'ai mentionné. Merci pour la suite que j'ignorais. Oui la résistance des théoriciens est un réflexe généralisé, mais en l'occurence si cela peut éliminer de fausses pistes séduisantes tant mieux!
Pour le dernier article sur la nouvelle méthode de calcul de Ho j'ai vu aussi. Passionnant car c'est une confirmation des écarts. Le modèle standard a encore besoin de "rustines" pour expliquer ça.
Désapprendre aussi est délicat quand tout semblait si bien huilé mais que peu à peu de nombreux grains de sable grippent la belle mécanique.

[Mailou75]

Le modèle standard a encore besoin de "rustines" pour expliquer ça.

Quand les rustines représentent 95% de la surface, on peut se demander si la baudruche d’origine n’était pas du vent.

[papy-alain]

Est il envisageable qu'une des causes possibles de ces problèmes provienne d'une éventuelle variation de la densité d'énergie noire avec le temps ?