Tension dans la mesure de la constante de Hubble et accélération de l'expansion

[1h1ng01]

Bonjour à tous,

C'est un sujet qui revient régulièrement dans les publications scientifiques et dans les articles de vulgarisation, je pense particulièrement à ceux de Laurent Sacco sur Futura et cela a aussi été à la une d'un récent numéro de Pour la science, je veux parler de la fameuse divergence entre les mesures de la constante de Hubble au niveau de l'univers primordial et au niveau de l'univers plus récent.

Bien entendu, j'ai conscience que la discussion reste ouverte. Néanmoins, ce que j'en comprends est la chose suivante :

Si la constante de Hubble mesurée pour l'univers récent est plus élevée que la constante de Hubble mesurée pour l'univers primordial, et sous réserve qu''il ne s'agisse pas d'un problème de mesure, cela pourrait être interprété comme une preuve que la valeur de la constante de Hubble augmente dans le temps et donc que l'expansion de l'univers accélère.

Est-ce bien le raisonnement envisagé (erreur de mesure mise à part) ?

Si oui, en quoi est-ce une surprise ou un problème ? En effet, j'avais cru comprendre qu'une très probable accélération de l'expansion de l'univers et donc un accroissement dans le temps de la constante de Hubble avait déjà été mise en évidence au sein même de l'univers récent, je parle notamment des supernovae Ia (Adam G. Riess, Alexei V. Filippenko et al. 1998) (S. Perlmutter, G. Aldering et al. 1999).

Ne s'agirait-il pas simplement d'une confirmation de la justesse du modèle lambda-CDM impliquant une accélération de l'expansion ?

Vous remerciant par avance de votre éclairage !
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[yves95210]

Bonjour,

Si la constante de Hubble mesurée pour l'univers récent est plus élevée que la constante de Hubble mesurée pour l'univers primordial, et sous réserve qu''il ne s'agisse pas d'un problème de mesure, cela pourrait être interprété comme une preuve que la valeur de la constante de Hubble augmente dans le temps et donc que l'expansion de l'univers accélère.

Est-ce bien le raisonnement envisagé (erreur de mesure mise à part) ?

Non : la valeur de Ho (la constante de Hubble) déterminée à partir des observations du CMB, n'est pas une mesure, mais le résultat d'un calcul fait à partir d'autres paramètres du modèle LambdaCDM, et ce calcul intègre donc l'accélération de l'expansion (causée par la présence d'une constante cosmologique Lambda non nulle). Mais il est donc dépendant du modèle, et le fait que le résultat obtenu soit inférieur de ~10% à la valeur de Ho mesurée dans l'univers récent de manière indépendante (ou moins dépendante...) du modèle cosmologique constitue donc bien une "tension", à laquelle il faut trouver une explication.

• Soit le modèle n'est pas tout à fait correct (l'univers n'évolue pas exactement comme il le prédit).
• Soit les valeurs des paramètres déduites des observations du CMB, à partir desquelles on calcule H0, sont partiellement erronées (sortent des marges d'erreur estimées par la collaboration Planck), mais ça pourrait aussi remettre en cause le modèle.
• Soit ce sont les mesures faites dans l'univers récent par différente méthodes qui sont entachées d'erreurs systématiques, allant toutes dans le même sens, et ce serait alors plutôt un problème de prise en compte insuffisante de l'effet des inhomogénéités locales (zones de sous- ou surdensité) traversées par les rayons lumineux entre les sources utilisées et nous (effet qui doit être corrigé afin de calculer correctement le taux d'expansion moyen à grande échelle), mais là encore ça pourrait remettre en cause le modèle, puisqu'il suppose que l'univers soit "assez" homogène et isotrope à grande échelle (à partir de quelques centaines de millions d'années-lumière).

Tu peux essayer de lire cette discussion (certains messages sont un peu techniques).

[1h1ng01]

Merci beaucoup pour ta réponse très éclairante. Je vais lire la discussion pour approfondir.

Il m'avait complètement échappé que les résultats de Planck ne constituaient pas du tout une mesure empirique.