Le modèle cosmologique standard reste solide sur ses bases

Pour décrire les règles physiques qui régissent le fonctionnement de l’univers observable, la communauté scientifique utilise le modèle cosmologique standard pour le représenter le plus fidèlement possible. Seulement, certaines données récentes entrent en tension avec lui, le rendant moins précis. Une équipe de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP-OMP – CNES/CNRS/UT3) préconise une nouvelle approche du modèle cosmologique standard, le rendant ainsi plus fiable.

Le modèle cosmologique standard (noté ΛCDM pour lambda – cold dark matter), qui est largement accepté par les cosmologistes, rencontre depuis quelques années des tensions avec certaines données cosmologiques récentes. L’un des points d’achoppement concerne la valeur de la constante de Hubble, qui mesure la vitesse à laquelle l’univers s’étend. Les mesures directes de la constante obtenues à partir d’échelles de distance locales ne correspondent pas tout à fait aux valeurs obtenues à partir du rayonnement cosmique fossile (CMB). De plus, il y a des préoccupations concernant l’ampleur des variations de la densité  de matière dans l’univers : les variations, « les fluctuations » de la densité de matière estimées dans l’univers local semblent inférieures à celles attendues au vu des mesures du CMB qui concerne l’univers à l’âge de 370 000 ans.  

Ces problèmes ont conduit à l’exploration de très nombreux modèles alternatifs, qui sont au nombre d’environ 200. L’équipe de l’IRAP, dirigée par Alain Blanchard, professeur à l’université Toulouse III – Paul Sabatier, présente une nouvelle approche pour concilier ces tensions dans le modèle standard. En combinant plusieurs mesures récentes provenant de différentes méthodes pour obtenir des contraintes précises sur la densité de matière actuelle, le modèle cosmologique standard revisité répond à la dissension autour des fluctuations de matière  dans l’univers, en accord avec les valeurs obtenues à partir du fond cosmologique mesuré par le satellite Planck.

Pour résoudre la tension concernant la constante de Hubble, les scientifiques suggèrent que certaines des mesures de cette constante pourraient être biaisées. En traitant ce biais éventuel comme un paramètre dans le modèle ΛCDM, cette extension du modèle est examinée sur les mêmes bases statistiques que les modèles cosmologiques alternatifs qui tentent d’expliquer la valeur de la constante de Hubble. 

Résultat, cette nouvelle version proposée par l’équipe d’Alain Blanchard est préférée à la totalité des autres modèles alternatifs proposés. Il est statistiquement équivalent ou meilleur que les extensions précédemment proposées sans biais, pour lesquelles une telle comparaison peut être effectuée. 

Ressources complémentaires

• Publication scientifique : ΛCDM is alive and well by Alain Blanchard, Jean-Yves Héloret, Stéphane Ilić, Brahim Lamine, Isaac Tutusaus, Cosmology and Nongalactic Astrophysics, mai 2024
• Communiqué de Presse de l’Université de Toulouse III

Contact IRAP

• Alain Blanchard, alain.blanchard@irap.omp.eu