Publié le 5 décembre 2025 à 17h05. Des chercheurs japonais ont mis au point une nouvelle méthode pour mesurer l’expansion de l’univers, s’appuyant sur la déformation de la lumière provoquée par la gravité, une technique qui pourrait aider à résoudre une énigme cosmologique majeure.
- Une équipe de l’Université de Tokyo a utilisé la cosmographie à retardement, exploitant l’effet de lentille gravitationnelle pour mesurer l’expansion de l’univers.
- Cette nouvelle approche pourrait aider à résoudre la “tension de Hubble”, une divergence entre les mesures du taux d’expansion de l’univers obtenues à partir de différentes méthodes.
- Les résultats préliminaires sont cohérents avec d’autres observations actuelles, suggérant que la tension de Hubble pourrait être due à une nouvelle physique plutôt qu’à des erreurs de mesure.
La détermination précise du taux d’expansion de l’univers est un défi majeur pour les cosmologistes. Actuellement, on estime que l’univers s’étend à un rythme de 73 kilomètres par seconde par mégaparsec (km/s/Mpc) – une unité de distance équivalente à 3,3 millions d’années-lumière. Ce chiffre est obtenu en observant des phénomènes comme les supernovae et les étoiles variables céphéides, considérées comme des “chandelles standard” dont la luminosité permet de calculer leur distance. Cependant, une autre méthode, basée sur l’étude du fond diffus cosmologique (CMB) – le rayonnement résiduel du Big Bang – donne une valeur inférieure, de 67 km/s/Mpc. Cette différence, connue sous le nom de “tension de Hubble”, interroge les modèles cosmologiques actuels.
Pour contourner les incertitudes liées aux méthodes traditionnelles, une équipe de l’Université de Tokyo a exploré une approche innovante : la cosmographie à retardement. Cette technique repose sur l’observation de galaxies massives agissant comme des “lentilles gravitationnelles”. La gravité de ces galaxies déforme la lumière provenant d’objets plus lointains situés derrière elles, créant plusieurs images déformées du même objet. Chaque image suit un chemin légèrement différent et arrive à l’observateur à un moment différent.
Selon le professeur associé Kenneth Wong, du Early Universe Research Center de l’Université de Tokyo, « Pour mesurer la constante de Hubble à l’aide de la cosmographie à retardement, vous avez besoin d’une galaxie très massive pouvant agir comme une lentille. La gravité de cette “lentille” détourne la lumière des objets situés derrière elle, de sorte que nous en voyons une version déformée. » En analysant les décalages temporels entre ces images, les chercheurs peuvent calculer la vitesse à laquelle les objets distants s’éloignent de nous, et ainsi déterminer le taux d’expansion de l’univers.
Les premiers résultats obtenus par l’équipe, basés sur l’étude de huit systèmes de lentilles gravitationnelles et de nouvelles données issues des télescopes spatiaux et terrestres, notamment le télescope spatial James Webb, sont cohérents avec les mesures obtenues à partir d’objets proches. Ils suggèrent que la tension de Hubble pourrait être le signe d’une nouvelle physique, et non simplement le résultat d’erreurs de mesure.
« Notre mesure de la constante de Hubble est plus cohérente avec d’autres observations actuelles et moins cohérente avec les mesures de l’univers primitif. Cela prouve que la contrainte de Hubble pourrait provenir de la physique réelle et pas seulement d’une source d’erreur inconnue dans les différentes méthodes », explique Wong. L’équipe prévoit d’affiner ses mesures en augmentant la taille de l’échantillon et en améliorant la précision des estimations de la distribution de masse des galaxies lentilles, qui constitue actuellement une source d’incertitude.
« L’objectif principal de ce travail était d’améliorer notre méthodologie, et maintenant nous devons augmenter la taille de l’échantillon pour améliorer la précision et déterminer la tension de Hubble avec certitude », précise le chercheur postdoctoral Eric Paic. « Actuellement, notre précision est d’environ 4,5 %, et pour déterminer avec précision la constante de Hubble à un niveau confirmant définitivement la déformation de Hubble, nous devons atteindre une précision d’environ 1 à 2 %. » Cette recherche souligne l’importance de la collaboration internationale en science et ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre l’évolution de l’univers.
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