Quel âge a notre univers et quelle est sa taille ? Une équipe de chercheurs dirigée par les astronomes de l'Université d'Hawaï à Mānoa, Brent Tully et Ehsan Kourkchi de l'Institut d'astronomie, a rassemblé la plus grande compilation jamais réalisée de distances de galaxies de haute précision, appelée Cosmicflows-4. En utilisant huit méthodes différentes, ils ont mesuré les distances jusqu'à 56 000 galaxies. L'étude a été publiée dans The Astrophysical Journal .

Les galaxies, telles que la Voie lactée, sont les éléments constitutifs de l'univers, chacune composée de plusieurs centaines de milliards d'étoiles. Les galaxies au-delà de notre voisinage immédiat se précipitent, plus vite 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, associées à des informations sur leurs vitesses loin de nous, déterminent l'échelle de l'univers et le temps qui s'est écoulé depuis sa naissance.

"Depuis que les galaxies ont été identifiées comme étant séparées de la Voie lactée il y a cent ans, les astronomes ont essayé de mesurer leurs distances", a déclaré Tully. "Maintenant, en combinant nos outils les plus précis et les plus abondants, nous sommes capables de mesurer les distances des galaxies, ainsi que le taux d'expansion connexe de l'univers et le temps écoulé depuis la naissance de l'univers avec une précision de quelques pour cent."

À partir des mesures récemment publiées, les chercheurs ont dérivé 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 %.

Il existe plusieurs façons de mesurer les distances des galaxies. Généralement, les chercheurs individuels se concentrent sur une méthode individuelle. Le programme Cosmicflows dirigé par Tully et Kourkchi comprend leur propre matériel original de deux méthodes, et intègre en outre des informations provenant de nombreuses études antérieures. Étant donné que Cosmicflows-4 inclut des distances dérivées d'une variété d'estimateurs de distance indépendants et distincts, les intercomparaisons devraient atténuer une erreur systématique importante.

Dilemme cosmique

Les astronomes ont assemblé un cadre qui montre que l'âge de l'univers est d'un peu plus de 13 milliards d'années, mais un dilemme de grande importance a surgi 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 avec 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 des amas de matière, à des échelles allant de notre Terre et de notre soleil jusqu'à des congrégations de galaxies à des échelles d'un demi-milliard d'années-lumière. La matière noire mystérieuse est le composant dominant à plus grande échelle. Avec la connaissance des 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 donne une meilleure compréhension de la façon dont les vastes structures dominées par la matière noire de l'univers se sont formées au cours des éons. de temps. + Explorer plus loin

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