26,7 milliards d’années : et si l’Univers était 2 fois plus vieux que prévu
Le consensus actuel est que l’univers a connu une expansion continue à partir d’un Big Bang survenu il y a 13,7 milliards d’années. Mais une nouvelle étude plutôt révolutionnaire suggère que notre univers pourrait être deux fois plus vieux, remettant en cause le modèle cosmologique dominant tout en réconciliant l’énigmatique « problème des impossibles galaxies précoces ».
Image d’entête : la dernière carte d’un univers dynamique obtenue par le télescope spatial eROSITA. (Jeremy Sander/ Hermann Brunner & the eSASS team/ Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics/ Eugene Churazov & Marat Gilfanov/ IKI)
Depuis des années, les scientifiques sont intrigués par l’existence d’anciennes étoiles, qui semblent antérieures à l’âge calculé de notre univers. En outre, la découverte récente de galaxies primitives dans un état d’évolution avancé par le télescope spatial James Webb a posé une énigme déconcertante.
Ces galaxies, apparues à peine 300 millions d’années après le Big Bang, présentent des niveaux de maturité et de masse typiquement associés à des milliards d’années d’évolution cosmique. Curieusement, elles présentent également des tailles étonnamment petites, ce qui ajoute une nouvelle couche de mystère à l’équation.
Pour Rajendra Gupta, professeur adjoint de physique à l’université d’Ottawa, au Canada, ces observations déroutantes peuvent s’expliquer par le fait que notre univers est en réalité beaucoup plus ancien qu’on ne le pensait.
L’étude de Gupta présente un nouveau modèle qui prolonge le temps de formation des galaxies de plusieurs milliards d’années, ce qui explique l’écart apparent entre l’âge observé de certaines étoiles et l’âge estimé de l’univers.
Les grandes étapes de l’évolution de l’Univers. (NAOJ)
Ce modèle intègre la théorie de la lumière fatiguée de Fritz Zwicky, qui suggère que le décalage vers le rouge observé dans la lumière des galaxies lointaines est le résultat d’une perte progressive d’énergie sur de grandes distances cosmiques. Selon Zwicky, la lumière se « fatigue » simplement en parcourant de grandes distances dans le cosmos. Cela contraste fortement avec la théorie actuellement établie selon laquelle le décalage vers le rouge observé dans les objets célestes éloignés, tels que les galaxies, est principalement dû à leur éloignement de nous, conséquence de l’expansion de l’univers dans toutes les directions.
Cependant, la théorie de la lumière fatiguée de l’astronome suisse a fait l’objet d’une importante controverse au sein de la communauté scientifique. L’un des principaux problèmes était que la lumière fatiguée ne provoquait pas seulement un décalage vers le rouge, mais aussi une diminution significative de l’intensité ou de la luminosité de la lumière. Les critiques ont fait valoir que si la lumière perdait de l’énergie sur les distances cosmiques, la luminosité observée des objets lointains serait beaucoup plus faible que celle observée en réalité.
La position et la couleur de 200 000 galaxies, d’ici jusqu’aux confins de l’univers observable, issue du programme de relevé des objets célestes, le Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
Bien que la théorie de Zwicky soit au départ en contradiction avec les observations, Gupta propose une nouvelle perspective. En permettant à la théorie de la lumière fatiguée de coexister avec l’univers en expansion, le phénomène de décalage vers le rouge peut être réinterprété comme un phénomène hybride, combinant à la fois l’expansion et la perte d’énergie, explique Gupta. Cette nouvelle interprétation offre une explication plausible aux observations des premières galaxies.
Outre la théorie de la lumière fatiguée, Gupta présente le concept de « constantes de couplage » évolutives proposé par le physicien Paul Dirac. Les constantes de couplage sont des constantes physiques fondamentales qui régissent les interactions entre les particules, et Dirac a suggéré qu’elles pouvaient varier au fil du temps.
En tenant compte de l’évolution de ces constantes, le modèle de Gupta étend la période de formation des premières galaxies observées par le télescope spatial James Webb. Au lieu de quelques centaines de millions d’années, ce cadre révisé prévoit plusieurs milliards d’années d’évolution cosmique, offrant une explication plus satisfaisante du développement avancé et de la masse de ces anciennes galaxies.
Le modèle de Gupta remet également en question l’interprétation traditionnelle de la « constante cosmologique », qui représente l’énergie noire à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers. Il propose à la place une constante modifiée qui rend compte de l’évolution des constantes de couplage.
Cet ajustement du modèle cosmologique pourrait aider à résoudre l’énigme des petites tailles de galaxies observées dans l’univers primitif, ce qui permettrait d’obtenir des observations plus précises et de mieux comprendre l’évolution cosmique.
Bien que le modèle de Gupta s’écarte radicalement du cadre cosmologique dominant, il présente des arguments convaincants qui justifient un examen plus approfondi.
En mariant la théorie de l’univers en expansion avec l’hypothèse de la lumière fatiguée de Zwicky et en incorporant des constantes de couplage évolutives, Gupta offre une solution intrigante aux mystères entourant les galaxies primitives et l’âge de notre univers.
L’étude publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : JWST early Universe observations and ΛCDM cosmology et présentée sur le site de l’Université d’Ottawa : Reinventing cosmology: uOttawa research puts age of universe at 26.7 — not 13.7 — billion years.
