La différence dans le taux d’expansion de l’univers est l’un des plus grands mystères cosmologiques. Une nouvelle étude a proposé une solution intéressante en appliquant la théorie de la gravité modifiée et un « supervide » inquiétant dans lequel réside la Voie lactée. De notre point d’observation sur Terre, les galaxies semblent s’éloigner rapidement de nous en raison de l’expansion de l’univers. Cependant, la vitesse à laquelle les galaxies se développent n'est pas statique : la loi de Hubble-Lemaître décrit que les galaxies les plus éloignées de la Terre s'en éloignent beaucoup plus rapidement que les galaxies plus proches de nous.
Au cours des dernières décennies, les astrophysiciens ont tenté d’élaborer une équation décrivant cela en utilisant une valeur appelée constante de Hubble. Il donne la vitesse en kilomètres par million de parsecs (km/s/Mpc) - donc essentiellement, une galaxie à 2Mpc de la Terre se déplace deux fois plus vite qu'une galaxie à 1Mpc de la Terre.
Certains astronomes ont utilisé des supernovae prévisibles pour mesurer la constante de Hubble dans un univers relativement proche et ont abouti à une valeur d'environ 73 km/s/Mpc. D'autres astronomes ont mesuré la constante de Hubble dans l'univers lointain en étudiant le rayonnement de fond produit par le Big Bang, et ont obtenu une valeur d'environ 67,5 km/s/Mpc. Le problème est qu’à mesure que la technologie progresse, les incertitudes liées aux deux technologies continuent de diminuer, mais il n’y a aucune possibilité de chevauchement de leurs divergences, même en tenant compte de l’accélération connue de leur expansion. Cela conduit à un problème connu sous le nom de tension de Hubble.
Mais une nouvelle étude suggère un moyen de résoudre la tension liée à Hubble. Selon des chercheurs des universités de Bonn et de St. Andrews, nous devrons peut-être réfléchir à notre place dans l'univers et remettre en question certaines idées préconçues.
Il y a une dizaine d’années, une équipe d’astronomes a découvert que notre galaxie semble être située dans un vaste vide, où il y a beaucoup moins de matière qu’ailleurs dans l’univers. En effet, la matière n'est pas répartie uniformément dans l'univers : elle a tendance à se disperser en amas, comme une éponge géante. Il se trouve que nous vivons dans une poche d’air de cette éponge.
Un effet secondaire possible est que le matériau contenu dans la très grande bulle est attiré par le matériau plus dense entourant la bulle. Par conséquent, la matière proche (c’est-à-dire les galaxies) se déplacera plus rapidement que la matière plus lointaine, ce qui est à l’origine de la tension de Hubble.
Cependant, ce n’est pas si simple : pour que cette explication fonctionne, les astronomes doivent également réfléchir à la loi de la gravité. Lorsque l’équipe a appliqué une autre théorie de la gravité appelée Dynamique newtonienne modifiée (MOND), la tension de Hubble a complètement disparu et les différences observées ont pu s’expliquer entièrement par une matière irrégulièrement distribuée.
Mais ce n’est pas seulement une astuce mathématique pratique. MOND a un précédent en tant que théorie légitime, avec des preuves observées dans plus de 150 galaxies, certains amas d'étoiles et même des planètes de notre propre système solaire. Cela pourrait également expliquer les bizarreries de la matière noire, une substance mystérieuse qui a échappé aux expériences conçues pour la détecter. En fait, selon le modèle standard, le super-oïde en lui-même n'a pas vraiment de sens - mais c'est réalisable sous MOND.
Bien que de plus en plus de preuves soutiennent MOND, il ne s’agit toujours pas d’une théorie largement acceptée. Il reste encore du travail à faire pour tester cette idée et déterminer si elle pourrait résoudre certains des plus grands mystères de l'univers.
La recherche a été publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.