La terre, système solaire, toute la Voie lactée et les quelques milliers de galaxies les plus proches de nous se déplacent dans une vaste "bulle" de 250 millions d'années-lumière de diamètre, où la densité moyenne de matière est deux fois moins élevée que pour le reste de l'univers. C'est l'hypothèse avancée par un physicien théoricien de l'Université de Genève (UNIGE) pour résoudre une énigme qui divise la communauté scientifique depuis une décennie :à quelle vitesse l'univers s'étend-il ? Jusqu'à maintenant, au moins deux méthodes de calcul indépendantes sont arrivées à deux valeurs différentes d'environ 10 % avec un écart statistiquement inconciliable. Cette nouvelle approche, qui est publié dans le journal Physique Lettres B , gomme cette divergence sans faire appel à aucune « nouvelle physique ».

L'univers est en expansion depuis le Big Bang il y a 13,8 milliards d'années, une proposition faite pour la première fois par le chanoine et physicien belge Georges Lemaître (1894-1966), et démontré pour la première fois par Edwin Hubble (1889-1953). L'astronome américain a découvert en 1929 que chaque galaxie s'éloigne de nous, et que les galaxies les plus éloignées se déplacent le plus rapidement. Cela suggère qu'il fut un temps dans le passé où toutes les galaxies étaient situées au même endroit, une époque qui ne peut correspondre qu'au Big Bang. Ces recherches ont donné naissance à la loi de Hubble-Lemaître, incluant la constante de Hubble (H0), qui dénote le taux d'expansion de l'univers. Les meilleures estimations de H0 se situent actuellement autour de 70 (km/s)/Mpc (ce qui signifie que l'univers s'étend de 70 kilomètres par seconde plus rapidement tous les 3,26 millions d'années-lumière). Le problème est qu'il existe deux méthodes de calcul contradictoires.

Supernovae sporadique

Le premier est basé sur le fond diffus cosmologique :c'est le rayonnement micro-onde qui nous parvient de partout, émis au moment où l'univers est devenu suffisamment froid pour que la lumière puisse circuler librement (environ 370, 000 ans après le Big Bang). Grâce aux données précises fournies par la mission spatiale Planck, et étant donné que l'univers est homogène et isotrope, une valeur de 67,4 est obtenue pour H0 en utilisant la théorie de la relativité générale d'Einstein pour parcourir le scénario. La deuxième méthode de calcul est basée sur les supernovae qui apparaissent sporadiquement dans les galaxies lointaines. Ces événements très lumineux fournissent à l'observateur des distances très précises, une approche qui a permis de déterminer une valeur pour H0 de 74.

Lucas Lombriser, professeur au Département de physique théorique de la Faculté des sciences de l'UNIGE, explique :« Ces deux valeurs ont continué à se préciser pendant de nombreuses années tout en restant différentes l'une de l'autre. Il n'en fallait pas plus pour déclencher une polémique scientifique et même pour faire naître l'espoir passionnant qu'il s'agissait peut-être d'une « nouvelle physique ». '" Pour réduire l'écart, le professeur Lombriser a entretenu l'idée que l'univers n'est pas aussi homogène qu'on le prétend, une hypothèse qui peut paraître évidente à des échelles relativement modestes. Il ne fait aucun doute que la matière est distribuée différemment à l'intérieur d'une galaxie qu'à l'extérieur. Il est plus difficile, cependant, imaginer des fluctuations de la densité moyenne de matière calculées sur des volumes des milliers de fois plus grands qu'une galaxie.

La "bulle Hubble"

"Si nous étions dans une sorte de "bulle" gigantesque, '" poursuit le professeur Lombriser, "où la densité de matière était significativement inférieure à la densité connue pour l'univers entier, cela aurait des conséquences sur les distances des supernovae et, finalement, sur la détermination de H0."

Il suffirait que cette "bulle de Hubble" soit suffisamment grande pour inclure la galaxie qui sert de référence pour mesurer les distances. En établissant un diamètre de 250 millions d'années-lumière pour cette bulle, le physicien a calculé que si la densité de matière à l'intérieur était 50% inférieure à celle du reste de l'univers, une nouvelle valeur serait obtenue pour la constante de Hubble, ce qui concorderait alors avec celui obtenu en utilisant le fond diffus cosmologique. "La probabilité qu'il y ait une telle fluctuation sur cette échelle est de une sur 20 à une sur 5, ce qui veut dire que ce n'est pas un fantasme de théoricien. Il y a beaucoup de régions comme la nôtre dans le vaste univers, " dit le professeur Lombriser