Lorsque le télescope spatial James Webb a commencé à collecter des données, il nous a donné une vue sans précédent du cosmos lointain. De faibles galaxies décalées vers le rouge vues par Hubble comme de simples taches de lumière se sont révélées être des objets de structure et de forme. Et les astronomes ont été confrontés à un petit problème. Ces premières galaxies semblaient trop développées et trop grandes pour s’être formées dans la chronologie acceptée de l’univers. Cela a déclenché une vague d’articles affirmant avec audace que JWST avait réfuté le big bang. Maintenant un nouvel article dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society soutient que le problème n’est pas que les galaxies sont trop développées, mais plutôt que l’univers est deux fois plus vieux que nous le pensions. Un énorme 26,7 milliards d’années pour être exact. C’est une affirmation audacieuse, mais les données la soutiennent-elles vraiment ?
Le modèle proposé dans l’article commence par ce qu’on appelle la lumière fatiguée. Dans le modèle de la lumière fatiguée, la lumière perd spontanément de l’énergie avec le temps. Ainsi, lorsque les photons parcourent des milliards d’années-lumière à travers le cosmos, ils deviennent décalés vers le rouge. Ainsi, la lumière des galaxies lointaines est décalée vers le rouge non pas à cause de l’expansion cosmique, mais à cause du rougissement inhérent de la lumière au fil du temps. L’idée de la lumière fatiguée existe depuis qu’Edwin Hubble a observé pour la première fois l’expansion cosmique comme un moyen de maintenir l’idée d’un univers à l’état stable. Il a perdu de sa popularité lorsque les preuves de l’expansion cosmique sont devenues claires et a retrouvé une certaine popularité lorsque les observations de Webb ont commencé à arriver.
Nous savons depuis longtemps que la lumière fatiguée ne fonctionne pas toute seule, donc cet article ajoute une nouvelle tournure traitant des constantes physiques universelles. Des grandeurs telles que la vitesse de la lumière, la charge d’un électron ou la constante gravitationnelle semblent être intégrées dans la structure de l’univers. Ils ont les valeurs qu’ils ont à cause de la façon dont l’univers s’est formé, et on suppose généralement qu’ils ne changent pas avec le temps. Nous avons des observations géologiques et astronomiques qui montrent que les constantes physiques n’ont pas changé depuis au moins plusieurs milliards d’années.
Mais ce nouvel article soutient que si vous combinez une lumière fatiguée et des constantes physiques changeantes, vous pouvez obtenir un univers qui semble plus jeune qu’il ne l’est en réalité. Fondamentalement, la lumière fatiguée vous donne le décalage vers le rouge cosmologique que vous observez, et le déplacement progressif des constantes physiques signifie que ces galaxies lointaines matures n’ont pas seulement 100 millions d’années, elles ont des milliards d’années. En ajustant la lumière fatiguée et les constantes physiques variables tellement pour faire correspondre les données, vous obtenez un univers vieux de 26,7 milliards d’années.
Le modèle fonctionne-t-il ? Oui, mais il y a deux problèmes. La première est que les théories du tweak sont des théories faibles. Bien que ce modèle puisse être adapté aux données d’observation, il n’y a aucune motivation physique pour le faire. Il existe de nombreux modèles qui peuvent être modifiés pour s’adapter aux données, ce qui n’est pas la même chose que d’avoir un modèle physique robuste. L’auteur de l’ouvrage soutient qu’il pourrait y avoir un mécanisme sous-jacent qui fait que la lumière fatiguée et les constantes physiques se déplacent de la bonne manière, mais il y a encore beaucoup de trucage dans le modèle.
Le deuxième problème est que les observations du JWST n’excluent pas l’univers standard vieux de 13,7 milliards d’années. Les galaxies sont plus complexes que certaines simulations informatiques ne l’ont prédit, mais ce n’est pas surprenant compte tenu des limites des modèles de grande structure. Il existe de nombreuses façons dont les premières galaxies auraient pu évoluer rapidement sans nécessiter de réécrire la cosmologie.
Mais même sans une forte motivation physique pour créer ce modèle, le travail est toujours utile. C’est le genre de papier qui sort des sentiers battus, ce qui est un excellent moyen de s’assurer que nous ne sommes pas enfermés dans d’anciens modèles simplement parce qu’ils ont fonctionné jusqu’à présent. Il est peu probable que ce nouveau modèle renverse la cosmologie standard, mais tant que les idées sont testables et réfutables, comme ce modèle l’est, il n’y a pas de mal à l’ajouter à la pile d’idées.
Référence: Gupta, R. “Observations JWST de l’Univers précoce et? Cosmologie CDM.” Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2023) : stad2032.
