Extrait d'un communiqué de presse de la NASA:
Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont exclu une théorie alternative sur la nature de l'énergie sombre après avoir recalculé le taux d'expansion de l'univers avec une précision sans précédent.
L'univers semble se développer à un rythme croissant. Certains croient que c'est parce que l'univers est rempli d'une énergie sombre qui fonctionne dans le sens inverse de la gravité. Une alternative à cette hypothèse est qu'une énorme bulle d'espace relativement vide de huit milliards d'années-lumière à travers entoure notre voisinage galactique. Si nous vivions près du centre de ce vide, l'observation de galaxies éloignées les unes des autres à des vitesses d'accélération serait une illusion.
Cette hypothèse a été invalidée car les astronomes ont affiné leur compréhension du taux d'expansion actuel de l'univers. Adam Riess du Space Telescope Science Institute (STScI) et de l'Université Johns Hopkins de Baltimore, dans le Maryland, a dirigé les recherches. Les observations de Hubble ont été effectuées par les CHAUSSURES (Supernova H0 pour l’Équation d’État) qui travaille pour affiner la précision de la constante de Hubble à une précision qui permet une meilleure caractérisation du comportement de l’énergie sombre. Les observations ont aidé à déterminer un chiffre pour le taux d'expansion actuel de l'univers à une incertitude de seulement 3,3%. La nouvelle mesure réduit la marge d'erreur de 30 pour cent par rapport à la meilleure mesure précédente de Hubble en 2009. Les résultats de Riess apparaissent dans le numéro du 1er avril de The Astrophysical Journal.
"Nous utilisons la nouvelle caméra sur Hubble comme le pistolet radar d'un policier pour capturer la vitesse de l'univers", a déclaré Riess. "On dirait plutôt que c'est l'énergie sombre qui appuie sur la pédale d'accélérateur."
L’équipe de Riess a d’abord dû déterminer des distances précises par rapport aux galaxies proches et éloignées de la Terre. L'équipe a comparé ces distances à la vitesse à laquelle les galaxies reculent apparemment en raison de l'expansion de l'espace. Ils ont utilisé ces deux valeurs pour calculer la constante de Hubble, le nombre qui relie la vitesse à laquelle une galaxie semble reculer à sa distance de la Voie lactée. Parce que les astronomes ne peuvent pas mesurer physiquement les distances aux galaxies, les chercheurs ont dû trouver des étoiles ou d'autres objets qui servent d'étalons cosmiques fiables. Ce sont des objets avec une luminosité intrinsèque, une luminosité qui n'a pas été atténuée par la distance, une atmosphère ou une poussière stellaire connue. Leurs distances peuvent donc être déduites en comparant leur luminosité réelle avec leur luminosité apparente vue de la Terre.
Pour calculer des distances plus longues, l'équipe de Riess a choisi une classe spéciale d'étoiles explosives appelées supernovae de type 1a. Ces explosions stellaires éclatent toutes avec une luminosité similaire et sont suffisamment brillantes pour être vues loin à travers l'univers. En comparant la luminosité apparente des supernovae de type 1a et les étoiles de céphéides pulsantes, les astronomes pourraient mesurer avec précision leur luminosité intrinsèque et donc calculer les distances aux supernovae de type Ia dans les galaxies lointaines.
En utilisant la netteté de la nouvelle caméra grand champ 3 (WFC3) pour étudier plus d'étoiles dans la lumière visible et proche infrarouge, les scientifiques ont éliminé les erreurs systématiques introduites en comparant les mesures de différents télescopes.
"Le WFC3 est le meilleur appareil photo jamais utilisé sur Hubble pour effectuer ces mesures, améliorant la précision des mesures antérieures dans une petite fraction du temps auparavant", a déclaré Lucas Macri, collaborateur de l'équipe SHOES du Texas A&M à College Station.
La connaissance de la valeur précise du taux d'expansion de l'univers restreint davantage la plage de force de l'énergie sombre et aide les astronomes à resserrer leurs estimations d'autres propriétés cosmiques, y compris la forme de l'univers et sa liste de neutrinos, ou particules fantomatiques, qui remplissaient l'univers primitif.
"Thomas Edison a dit un jour que" chaque mauvaise tentative rejetée est un pas en avant "et ce principe régit toujours la façon dont les scientifiques abordent les mystères du cosmos", a déclaré Jon Morse, directeur de la division d'astrophysique au siège de la NASA à Washington. "En falsifiant l'hypothèse de la bulle de l'expansion accélérée, les missions de la NASA comme Hubble nous rapprochent de l'objectif ultime de comprendre cette propriété remarquable de notre univers."
