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Les astronomes mesurent la vitesse de l’Univers depuis un siècle : deux méthodes irréprochables donnent toujours deux chiffres différents

Imaginez deux horloges suisses, réputées pour leur précision absolue, que l’on synchronise minutieusement, et qui pourtant, année après année, continuent d’afficher une heure légèrement différente. Aucune des deux n’est cassée, aucune n’a été mal réglée, et les meilleurs horlogers du monde ont vérifié chaque rouage sans trouver le moindre défaut. C’est peu ou prou la situation dans laquelle se trouvent les cosmologistes depuis plusieurs décennies, sauf que l’enjeu n’est pas de savoir l’heure qu’il est, mais à quelle vitesse l’Univers tout entier est en train de gonfler. Cette énigme, qui résiste à un siècle d’observations et à des instruments de plus en plus sophistiqués, porte un nom : la tension de Hubble. Et en cet été 2026, elle n’a jamais semblé aussi solide, ni aussi difficile à ignorer.

Un siècle de course contre la montre cosmique

Tout commence dans les années 1920, lorsque l’astronome américain Edwin Hubble observe que les galaxies lointaines s’éloignent de nous, et que plus elles sont distantes, plus elles s’éloignent vite. Cette découverte fondatrice donne naissance à un chiffre devenu mythique en cosmologie : la constante de Hubble, qui exprime la vitesse d’expansion de l’Univers en kilomètres par seconde et par mégaparsec, une unité de distance équivalant à environ 3,26 millions d’années-lumière. Depuis cette découverte, générations après générations d’astronomes se sont attelés à affiner cette mesure, avec des télescopes toujours plus puissants et des méthodes toujours plus rigoureuses.

Le problème, c’est que plus les instruments gagnent en précision, plus le désaccord entre les deux grandes familles de mesure se creuse au lieu de se résorber. On aurait pu s’attendre à ce que les progrès technologiques, notamment l’arrivée du télescope spatial James Webb, viennent enfin trancher le débat en révélant une erreur cachée dans l’une des deux approches. Or c’est tout l’inverse qui s’est produit : chaque nouvelle génération d’observations confirme un peu plus l’écart, transformant ce qui ressemblait à une simple anomalie statistique en une véritable crise scientifique.

Deux horloges, deux vitesses : quand les étoiles proches contredisent l’écho du big bang

Pour mesurer la vitesse d’expansion de l’Univers, les astronomes disposent de deux grandes stratégies, aussi rigoureuses l’une que l’autre, mais fondées sur des principes radicalement différents. La première consiste à observer des étoiles relativement proches de nous, dont la luminosité réelle est connue avec précision, comme les Céphéides, les géantes rouges ou les étoiles carbonées. En comparant leur éclat apparent à leur éclat théorique, on en déduit leur distance, puis leur vitesse d’éloignement. C’est ce qu’on appelle la mesure locale. Récemment, la collaboration internationale H0 Distance Network a livré à ce sujet la mesure directe la plus précise jamais obtenue, avec une valeur de 73,50 kilomètres par seconde par mégaparsec, assortie d’une marge d’erreur inférieure à un point de pourcentage.

La seconde méthode regarde beaucoup plus loin dans le temps et dans l’espace : elle s’appuie sur le fond diffus cosmologique, ce rayonnement fossile émis quelques centaines de milliers d’années après le big bang, qui baigne encore aujourd’hui tout l’Univers observable. En analysant les infimes variations de température de ce rayonnement, les physiciens peuvent reconstituer, à l’aide du modèle standard de la cosmologie, ce que devrait être la vitesse d’expansion actuelle. Résultat de ce calcul indirect : environ 67,2 kilomètres par seconde par mégaparsec. L’écart entre les deux valeurs peut sembler modeste sur le papier, mais il est aujourd’hui consolidé à plus de cinq sigma, un seuil qui, en physique expérimentale, marque officiellement le passage du simple indice à la découverte avérée, avec moins d’une chance sur 3,5 millions que ce soit le fruit du hasard.

Nouvelle physique ou simple erreur de mesure ? Les hypothèses qui s’affrontent

Face à un tel écart, le premier réflexe scientifique consiste naturellement à chercher l’erreur. Longtemps, l’un des suspects favoris fut la poussière cosmique, susceptible de fausser légèrement l’éclat apparent des étoiles observées et donc les distances calculées. C’est justement pour éliminer cette hypothèse que les chercheurs ont mobilisé la vision infrarouge du télescope James Webb, capable de transpercer ces nuages de poussière là où Hubble restait aveugle. Une étude publiée en 2024 avait déjà confirmé, à partir de huit galaxies observées à la fois par les deux télescopes, que la mesure locale proche de 73 tenait bon. La grande étude de 2026, en croisant plusieurs méthodes indépendantes, est venue enterrer un peu plus cette piste : les résultats sont restés inchangés, écartant la poussière comme source d’erreur systématique dominante.

Si l’erreur instrumentale semble de moins en moins probable, il reste alors une hypothèse à la fois vertigineuse et excitante pour les physiciens : celle d’une faille dans le modèle standard de la cosmologie lui-même. Peut-être qu’une composante encore inconnue de l’Univers, une forme d’énergie noire plus complexe que prévu, ou une physique différente aux tout premiers instants du cosmos, viendrait perturber le calcul théorique issu du fond diffus cosmologique. Pour éviter tout biais de confirmation, des initiatives comme le projet européen RedH0T, financé par le Conseil européen de la recherche, ont même adopté une posture volontairement provocatrice : constituer une équipe chargée de contester agressivement chaque méthodologie, dans l’espoir de débusquer un biais que personne n’aurait encore repéré.

Vers une résolution : ce que les prochaines missions spatiales pourraient révéler

Reste à savoir qui, de la nouvelle physique ou de l’erreur de mesure encore invisible, finira par l’emporter. Pour y répondre, la communauté scientifique ne mise plus seulement sur l’amélioration des deux méthodes existantes, mais aussi sur l’apport d’un troisième regard totalement indépendant. C’est le rôle que joue désormais la mission Euclid de l’Agence spatiale européenne, qui cartographie la structure à grande échelle de l’Univers avec une précision inédite. Ses premiers résultats, publiés cette année, offrent une perspective complémentaire susceptible, à terme, de départager les deux camps sans reposer sur les mêmes hypothèses de calcul.

En attendant un verdict définitif, la tension de Hubble continue donc de planer sur la cosmologie moderne comme une invitation à l’humilité. Elle nous rappelle qu’un siècle de progrès technique n’a pas suffi à percer entièrement les secrets de l’expansion cosmique, et que le modèle qui décrit notre Univers depuis des décennies pourrait bien être, à terme, réécrit.

Deux méthodes irréprochables, deux chiffres qui refusent obstinément de converger : voilà tout le sel de cette énigme, qui transforme un simple désaccord de mesure en porte d’entrée vers une possible révolution scientifique. Si la nouvelle physique venait à confirmer sa présence derrière cet écart persistant, les livres de cosmologie pourraient bien connaître, dans les prochaines années, l’un de leurs chapitres les plus passionnants depuis Edwin Hubble lui-même.