Une étude récente bouleverse les connaissances actuelles en cosmologie en suggérant que l’univers serait presque deux fois plus âgé que ce que l’on croyait jusqu’à présent. Selon ce travail, l’âge de l’univers atteindrait 26,7 milliards d’années, alors que les estimations courantes issues du modèle standard Lambda-CDM plafonnaient à environ 13,8 milliards d’années. Cette nouvelle approche, publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propose des solutions innovantes à divers mystères non résolus, comme le problème des galaxies précoces dites « impossibles ».
Les méthodes traditionnelles d’estimation de l’âge de l’univers
Jusqu’à maintenant, les chercheurs estimaient l’âge de l’univers en calculant le temps écoulé depuis le Big Bang et en étudiant la lumière émise par les étoiles les plus anciennes, notamment à partir du décalage vers le rouge des galaxies lointaines. Grâce à des avancées technologiques et méthodologiques, l’âge de l’univers avait été fixé à 13,797 milliards d’années en 2021, selon le modèle Lambda-CDM, largement accepté par la communauté scientifique.
Des mystères qui défient le modèle standard
Plusieurs découvertes récentes remettent en cause ces estimations. Parmi elles, l’existence d’étoiles — telle que la célèbre étoile de Mathusalem — semblant plus vieilles que l’univers lui-même, ainsi que la détection, via le télescope spatial James Webb, de galaxies très évoluées apparaissant seulement 300 millions d’années après le Big Bang. Ces galaxies précoces montrent une maturité et une masse normalement associées à plusieurs milliards d’années d’évolution cosmique, tout en étant étonnamment petites.
Une nouvelle approche pour expliquer l’ancienneté de l’univers
Le professeur Rajendra Gupta, auteur de l’étude et enseignant-chercheur à l’Université d’Ottawa, explique : « Notre modèle nouvellement élaboré étire la période de formation des galaxies de plusieurs milliards d’années, faisant passer l’âge de l’univers à 26,7 milliards d’années, et non 13,7 comme précédemment estimé. »
Réinterprétation du décalage vers le rouge
Pour parvenir à cette nouvelle estimation, Gupta s’est appuyé sur la théorie de la lumière fatiguée de Fritz Zwicky. Selon cette théorie, le décalage vers le rouge observé dans la lumière des galaxies lointaines serait dû à la perte progressive d’énergie des photons au fil de leur parcours dans l’univers, et non seulement à l’expansion de l’espace. Bien que cette hypothèse ait été longtemps écartée car incompatible avec certaines observations, Gupta propose de la faire coexister avec l’idée d’un univers en expansion, offrant ainsi une explication hybride du décalage vers le rouge.
Le rôle des constantes de couplage évolutives
Gupta intègre également le concept de constantes de couplage évolutives, une idée avancée par Paul Dirac. Ces constantes fondamentales régissent les interactions entre les particules et pourraient, selon Dirac, avoir varié au cours du temps. Leur évolution permettrait d’étendre la période possible de formation des galaxies observées par le télescope James Webb, passant de quelques centaines de millions d’années à plusieurs milliards d’années. Cela rendrait plus plausible le niveau avancé de développement et la masse des galaxies précoces détectées dans l’univers jeune.
Révision de la constante cosmologique
Une autre proposition clé de cette étude est la réinterprétation de la constante cosmologique, traditionnellement liée à l’énergie noire à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers. Gupta suggère de remplacer cette constante par une version qui prend en compte l’évolution des constantes de couplage. Cette modification permettrait notamment d’expliquer la petite taille des galaxies observées dans l’univers primitif.
Perspectives et implications de ce nouveau modèle
Cette approche théorique propose ainsi une solution à plusieurs paradoxes actuels de la cosmologie, tout en invitant à reconsidérer certains fondements de la physique moderne. L’explication hybride du décalage vers le rouge, l’introduction de constantes de couplage évolutives et la révision de la constante cosmologique pourraient ouvrir la voie à une compréhension renouvelée de l’évolution de l’univers et de ses structures les plus anciennes.
Pour aller plus loin
- Article scientifique : R. Gupta, « JWST early Universe observations and ΛCDM cosmology », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad2032
- Nouvelle visualisation 3D mettant en avant 5 000 galaxies révélées par Webb lors du sondage CEERS
Source : phys.org