Le diapason cosmique : pourquoi l'Univers joue deux notes différentes ✛ ✦
L'orchestre cosmologique ne s'accorde pas sur un seul diapason. Il y a deux groupes d'instruments : les uns écoutent le bourdonnement du jeune univers — le fond diffus cosmologique, les autres lisent les notes sur les galaxies matures et les supernovae. Pendant des décennies, les deux groupes ont tenté de jouer à l'unisson — déterminer à quelle vitesse les archipels galactiques s'éloignent. La réponse est dictée par la loi de Hubble : v = H₀d, où H₀ est cette fameuse constante qui fixe le tempo cosmique. Mais au lieu d'une harmonie parfaite, une cacophonie aiguë a surgi : le chœur local donne H₀ autour de 73, tandis que l'ensemble de l'Univers primordial, accordé sur les fluctuations du fond micro-onde, insiste sur 67. L'écart ne peut pas être mis sur le compte d'une fausse note — c'est un décalage systématique de plus de cinq sigmas, une déclaration tonitruante d'un défaut dans la partition elle-même.
L'échelle des distances locale est une élégante construction à trois étages. La base repose sur la géométrie : les parallaxes de Gaia, les binaires à éclipses, les masers dans NGC 4258. Ce sont des mètres ruban cosmiques où la photométrie ne ment pas. L'étage suivant, ce sont les diapasons stellaires : les céphéides, les géantes rouges (TRGB), les étoiles carbonées JAGB et les mirides. Leur luminosité dépend de la métallicité et de l'évolution stellaire, mais l'étalonnage sur les ancrages géométriques les transforme en chandelles standard précises. L'étage supérieur, ce sont les supernovae de type Ia, dont l'éclat est visible à travers la moitié de l'Univers, calibrées sur les étages inférieurs. Ensuite, un saut vers les échelles cosmologiques : le décalage vers le rouge donne la vitesse, la distance vient du module m−M=5log₁₀(d/10). Une formule simple relie l'éclat apparent et l'éclat absolu, mais le prix de l'erreur est élevé : un décalage d'étalonnage de 0,01 mag change H₀ de près d'un demi pour cent.
La collaboration SH0ES, dirigée par Adam Riess, a porté le nombre de supernovae de calibration à 42 et obtenu H₀ = 73,04 ± 1,04. La récente inspection du télescope James Webb n'a trouvé aucun défaut dans les chœurs de céphéides. Sept chemins indépendants — de la TRGB aux supernovae de type II, en passant par les fluctuations de brillance de surface et la relation de Tully-Fisher — après une moyenne par covariance, ont donné 73,30 ± 0,92. Le conflit avec le chiffre de Planck, 67,36 ± 0,54, n'en est devenu que plus solide. Cela ressemble à une situation où deux expertises irréprochables rendent des verdicts incompatibles — il est temps de revoir les règles de départ.
La perspective est fascinante. Peut-être faudra-t-il ajouter de nouveaux actes au scénario de l'évolution cosmologique : une énergie noire précoce ou des particules relativistes supplémentaires. Les futures données de Nancy Grace Roman et de Rubin/LSST multiplieront les échantillons de supernovae, et l'apprentissage automatique prendra en charge la sélection des étoiles variables, éliminant le subjectivisme humain. Lorsque l'échelle des distances sera entièrement automatisée et bouclée, nous prouverons soit que les équations de Friedmann nécessitent des corrections, soit nous entendrons une toute nouvelle mélodie cachée dans le tissu de l'espace-temps. Et peut-être que la constante de Hubble n'est pas du tout une constante, mais un rythme qui change lentement, sensible aux époques de l'histoire cosmique.
Par ironie du sort, Edwin Hubble lui-même, en 1929, estimait H₀ à environ 500 km/s/Mpc. Ce chiffre exagéré donnait un âge de l'Univers inférieur à celui de la Terre — un paradoxe irritant qui ne s'est résolu qu'après la découverte de l'absorption de la lumière par la poussière interstellaire.