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Hubble montre que le décalage des longueurs d'ondes vers le rouge est proportionnel à la distance de la source.
© Observatoire de Paris, NASA / ESA
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Décalage vers le rouge
En 1929, Hubble met en évidence la récession des galaxies. Il observe que le spectre des étoiles (la décomposition de sa lumière) se décale vers le rouge avec le temps. C'est le redshift.
Hubble remarque de plus que le rapport entre la distance de l'étoile et son décalage vers le rouge reste le même dans toutes les directions.
L'explication naturelle de ces observations est alors la suivante : l'Univers se dilate, il est en expansion.
Aujourd'hui certains chercheurs - comme Eric Lerner, auteur du livre
The Big Bang Never Happened en 1991 - mettent en doute cette explication : ils ont en effet découvert des galaxies très lointaines, donc censées être les plus jeunes (la lumière se déplaçant à vitesse finie, plus on observe loin, plus on remonte dans le passé) mais qui contiennent autant de vieilles étoiles que les galaxies plus proches. Certaines seraient même plus vieilles que les galaxies elles-mêmes !
Problème : d'où viendrait alors le décalage vers le rouge de la longueur d'onde de ces étoiles ? Lerner avoue pour l'instant ne pas avoir de réponse satisfaisante.
Le problème de la matière noire
Grâce aux nouveaux téléscopes à infrarouge, on observe aujourd'hui des supernovæ en train d'exploser à l'époque où l'Univers était trois fois plus petit qu'aujourd'hui. Or leur longueur d'onde indique que la dilatation de l'univers était moins rapide qu'aujourd'hui. Bizarre : la matière et l'énergie ont plutôt tendance à ralentir si l'on en croît la relativité générale et les estimations de densité de matière "ordinaire".
Du coup, les physiciens ont introduit le concept de "matière noire" pour expliquer l'apparente accélération de l'expansion. Cette matière noire très énergétique serait 10 fois plus massive que la matière ordinaire et constituerait environ 25% de la masse de l'Univers, contre 5% pour la matière ordinaire. Reste encore à trouver 70% de la masse qui serait une "énergie sombre" ou "énergie du vide" (la constante cosmologique que nous évoquions précédemment).
Mais si l'Univers n'est pas en expansion, plus besoin d'invoquer cette énergie, affirme Lerner. Même son de cloche pour Riccardo Scapa, de l'Observatoire européen de Santiago (Chili), qui remet en cause les calculs de densité de l'Univers en reprenant les thèses d'un chercheur israélien, Mordehai Milgrom, lequel avait proposé il y a 20 ans une dynamique Newtownienne modifiée (MOND). Le problème, c'est que cette approche n'est pas compatible avec celle de la relativité pour des vitesses proches de celles de la lumière...
