D2 Expansion de lUnivers et échelle de distance cosmique

Topique

L'élément central de ce modèle est le télescope spatial Hubble qui, grâce à son miroir de près de deux mètres et demi de diamètre et à son absence totale de turbulence atmosphérique, a révolutionné la mesure locale du taux d'expansion de l'Univers.

Les caméras du télescope identifient les céphéides individuelles dans des galaxies relativement proches, dont la période de pulsation est directement corrélée à leur luminosité intrinsèque, et mesurent également les supernovae thermonucléaires utilisées comme chandelles standard.

L'échelle des distances relie ces étapes successivement : d'abord la parallaxe trigonométrique, puis les céphéides, ensuite ces mêmes supernovae thermonucléaires, et enfin le flux de Hubble lui-même à grande échelle, chaque étape étant calibrée par la précédente.

L'aspect le plus remarquable de ce télescope est la stabilité de sa fonction de diffusion ponctuelle dans l'espace : non affectée par la turbulence atmosphérique, cette fonction reste stable et prévisible, permettant ainsi de suivre des céphéides individuelles à des distances bien supérieures à celles observables depuis la Terre.

La valeur du taux d'expansion résultant de cette mesure locale est supérieure à celle déduite du fond diffus cosmologique, cette même tension de Hubble décrite parmi les anomalies du Modèle Standard. Cet écart a motivé l'utilisation de la plus grande sensibilité infrarouge d'un télescope spatial plus récent pour revérifier ces mêmes céphéides. Ainsi, du télescope spatial avec lequel ce document débute à la revérification qui le conclut, englobant les céphéides, les supernovae thermonucléaires et le flux de Hubble, l'expansion de l'Univers implique que ce même instrument, étape par étape sur sa propre échelle de distances, produit finalement la même valeur qui sépare aujourd'hui l'Univers primordial de l'Univers tardif.

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