Cosmicflows-4 : Les astronomes rassemblent le plus grand catalogue de 56 000 distances entre galaxies

Les astronomes ont rassemblé la plus grande compilation de distances de galaxies de haute précision jamais réalisée, appelée Cosmicflows-4. Les galaxies, telles que la Voie lactée, sont les éléments constitutifs de l’univers, chacune d’entre elles pouvant comprendre plusieurs centaines de milliards d’étoiles. Les galaxies situées au-delà de notre voisinage immédiat s’éloignent, plus rapidement si elles sont plus éloignées, ce qui est une conséquence de l’expansion de l’univers qui a commencé au moment du Big Bang. Les mesures des distances des galaxies, couplées aux informations sur leurs vitesses d’éloignement, permettent de déterminer l’échelle de l’univers et le temps qui s’est écoulé depuis sa naissance.

“Depuis que les galaxies ont été identifiées comme distinctes de la Voie lactée il y a une centaine d’années, les astronomes ont essayé de mesurer leurs distances”, a déclaré Brent Tully, astronome à l’Université de Hawaii à Manoa. “Maintenant, en combinant nos outils plus précis et plus abondants, nous sommes capables de mesurer les distances des galaxies, ainsi que le taux d’expansion de l’univers qui y est lié et le temps écoulé depuis la naissance de l’univers avec une précision de quelques pour cent.”

A partir des mesures nouvellement publiées, les chercheurs ont déduit le taux d’expansion de l’univers, appelé la constante de Hubble, ou H0. L’étude de l’équipe donne une valeur de H0=75 kilomètres par seconde par mégaparsec ou Mpc (1 mégaparsec = 3,26 millions d’années-lumière), avec une très faible incertitude statistique d’environ 1,5 pour cent.

Il existe plusieurs façons de mesurer les distances entre galaxies. En général, les chercheurs se concentrent sur une méthode particulière. Le programme Cosmicflows dirigé par Tully et Kourkchi comprend leur propre matériel original provenant de deux méthodes, et intègre en outre des informations provenant de nombreuses études antérieures. Comme Cosmicflows-4 inclut des distances dérivées de divers estimateurs de distance indépendants et distincts, les intercomparaisons devraient atténuer une erreur systématique importante.

Les astronomes ont assemblé un cadre qui montre que l’âge de l’univers est d’un peu plus de 13 milliards d’années, cependant, 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 – bien plus que ce à quoi on peut 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.

Cosmicflows-4 est également utilisé pour étudier comment les galaxies se déplacent individuellement, en plus de suivre l’expansion globale de l’univers. Les écarts par rapport à cette expansion régulière sont dus aux influences gravitationnelles d’amas de matière, à des échelles allant de notre Terre et de notre Soleil à des congrégations de galaxies à l’échelle d’un demi-milliard d’années-lumière. La mystérieuse matière noire est le composant dominant à des échelles plus grandes. En connaissant les mouvements des galaxies en réponse à la masse qui les entoure, nous pouvons recréer les orbites que les galaxies ont suivies depuis leur formation, ce qui nous permet de mieux comprendre comment les vastes structures de l’univers, dominées par la matière noire, se sont formées au cours des éons.


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