« Notre nouveau modèle étire sur plusieurs milliards d’années supplémentaires la formation des galaxies; ainsi, notre univers aurait non pas 13,7 milliards d’années comme le veut la plus récente estimation produite, mais bien 26,7 milliards d’années », explique Rajendra Gupta, auteur de l’étude et professeur auxiliaire à la Faculté des sciences de l’Université d’Ottawa.
Ce n’est pas d’hier que les spécialistes de l’astronomie et de la physique déterminent l’âge de l’univers en mesurant le temps écoulé depuis le big bang et le décalage vers le rouge de la lumière provenant des plus vieilles étoiles dans de lointaines galaxies. Grâce à des techniques nouvelles et de récentes avancées technologiques, le modèle de concordance Lambda-CDM avait servi en 2021 à l’estimer à 13,797 milliards d’années.
Or, nombre de scientifiques ne savent que penser d’étoiles comme Mathusalem, d’apparence plus ancienne que l’univers lui-même, ni des galaxies de stade particulièrement avancé révélées par le télescope spatial James Webb. Présentes seulement 300 millions d’années après le big bang, ces formations présentent un niveau de maturité et une masse que l’on associe généralement à des milliards d’années d’évolution cosmique. Leur petite dimension vient d’ailleurs elle aussi ajouter au mystère qui les entoure.
La théorie de la lumière fatiguée, proposée par Fritz Zwicky, attribue le décalage vers le rouge des galaxies éloignées à une perte graduelle de l’énergie des photons voyageant sur de vastes distances cosmiques. Certaines observations l’avaient mise à mal, mais le professeur Gupta estime qu’en « retenant cette théorie aux côtés de celle de l’univers en expansion, il devient possible de voir en ce décalage un phénomène hybride, et non quelque chose de strictement imputable à l’expansion. »
« Notre univers aurait non pas 13,7 milliards d’années comme le veut la plus récente estimation produite, mais bien 26,7 milliards d’années »
Rajendra Gupta
— Auteur de l’étude et professeur auxiliaire à la Faculté des sciences à uOttawa
Le chercheur conjugue également la théorie de Zwicky à celle des constantes de couplage en évolution émise par Paul Dirac. Les constantes de couplage sont des constantes physiques fondamentales qui régissent les interactions entre les particules. Paul Dirac estimait que ces constantes pouvaient avoir changé au fil du temps. Si l’on admet cette théorie, on peut dès lors envisager d’ajouter plusieurs milliards d’années aux quelques centaines de millions qui, jusqu’ici, délimitaient la période de formation des premières galaxies observées par le télescope James Webb. On pourrait alors expliquer leur degré d’évolution et leur masse de façon plus plausible.
Rajendra Gupta estime qu’il y a lieu de revenir sur l’interprétation traditionnelle de la « constante cosmologique », qui représente l’énergie sombre responsable d’accélérer l’expansion de l’univers; il propose plutôt une formule qui tient compte de l’évolution des constantes de couplage. Ce modèle cosmologique revu et corrigé contribue à expliquer la dimension des petites galaxies remontant aux débuts de l’univers et, ipso facto, à effectuer des observations plus justes.
L’étude intitulée « JWST early Universe observations and 𝚲CDM cosmology »a été publiée le 7 juillet 2023 dans la revue scientifique Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) (Oxford University Press).