26 sept. 2022 (Actualités Nanowerk) Quel âge a notre univers et quelle est sa taille ? Une équipe de chercheurs dirigée par les astronomes Brent Tully et Ehsan Kourkchi de l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï à Mānoa a rassemblé la plus grande compilation jamais réalisée de distances de galaxies de haute précision, appelée Cosmicflows-4. En utilisant huit méthodes différentes, ils ont mesuré les distances jusqu'à 56,000 XNUMX galaxies. L'étude a été publiée dans le Journal astrophysique. Carte du ciel complet montrant les 4 56,000 galaxies de Cosmicflows-0 avec mesures de distance. (Image fournie par les chercheurs) Les galaxies, comme la Voie lactée, sont les éléments constitutifs de l'univers, chacune comprenant jusqu'à plusieurs centaines de milliards d'étoiles. Les galaxies situées au-delà de notre voisinage immédiat s'éloignent, plus vite si elles sont plus éloignées, conséquence de l'expansion de l'univers amorcée au moment du Big Bang. Les mesures des distances des galaxies, associées aux informations sur leurs vitesses par rapport à nous, déterminent l'échelle de l'univers et le temps écoulé depuis sa naissance. "Depuis que les galaxies ont été identifiées comme distinctes de la Voie lactée il y a cent ans, les astronomes tentent de mesurer leurs distances", a déclaré Tully. "Maintenant, en combinant nos outils plus précis et plus abondants, nous sommes en mesure de mesurer les distances des galaxies, ainsi que le taux d'expansion de l'univers associé et le temps écoulé depuis la naissance de l'univers avec une précision de quelques pour cent." À partir des mesures récemment publiées, les chercheurs ont dérivé le taux d’expansion de l’univers, appelé constante de Hubble ou H0. L'étude de l'équipe donne une valeur de H75=1 kilomètres par seconde par mégaparsec ou Mpc (3.26 mégaparsec = 1.5 millions d'années-lumière), avec une très faible incertitude statistique d'environ 4 %. Il existe plusieurs façons de mesurer les distances des galaxies. En général, les chercheurs individuels se concentrent sur une méthode individuelle. Le programme Cosmicflows dirigé par Tully et Kourkchi inclut leur propre matériel original provenant de deux méthodes, ainsi que des informations provenant de nombreuses études antérieures. Étant donné que Cosmicflows-XNUMX inclut des distances dérivées d'une variété d'estimateurs de distance indépendants et distincts, les comparaisons comparatives devraient atténuer une erreur systématique importante.

Dilemme cosmique

Les astronomes ont élaboré un cadre qui montre que l'âge de l'univers est d'un peu plus de 13 milliards d'années, mais un dilemme de grande importance est apparu dans les détails. La physique de l'évolution de l'univers basée sur le modèle standard de la cosmologie prédit H0=67.5 km/s/Mpc, avec une incertitude de 1 km/s/Mpc. La différence entre les valeurs mesurées et prédites pour la constante de Hubble est de 7.5 km/s/Mpc, soit bien plus que ce à quoi on pourrait s'attendre compte tenu des incertitudes statistiques. Soit il y a un problème fondamental dans notre compréhension de la physique du cosmos, soit il y a une erreur systématique cachée dans les mesures des distances des galaxies.

Etudes complémentaires

Cosmicflows-4 est également utilisé pour étudier la façon dont les galaxies se déplacent individuellement, en plus de suivre l'expansion globale de l'univers. Les écarts par rapport à cette expansion douce sont dus aux influences gravitationnelles d'amas de matière, à des échelles allant de notre Terre et de notre Soleil jusqu'à des congrégations de galaxies à des échelles d'un demi-milliard d'années-lumière. La mystérieuse matière noire est la composante dominante à plus grande échelle. Grâce à la connaissance des mouvements des galaxies en réponse à la masse qui les entoure, nous pouvons recréer les orbites que les galaxies ont suivies depuis leur formation, nous permettant ainsi de mieux comprendre comment les vastes structures dominées par la matière noire de l'univers se sont formées au fil des éons. de temps.