ONZE MIRAGES COSMIQUES S'INVITENT DANS LA TENSION DE HUBBLE

La constante de Hubble, H0, dit à quelle vitesse l’Univers s’étend aujourd’hui. La mesure la plus récente fondée sur les galaxies voisines donne 73,5 kilomètres par seconde par mégaparsec. La prédiction tirée du fond diffus cosmologique, la lueur de l’Univers jeune, donne 67,4. Les deux diffèrent de 8 à 9 %. Si cette tension de Hubble est réelle, le modèle standard de la cosmologie est incomplet.

La porte de sortie : une troisième mesure, indépendante, assez précise pour trancher.

Des horloges faites de lumière

Quand une galaxie massive se trouve devant un quasar lointain — le cœur brillant d’une galaxie éloignée —, sa gravité courbe la lumière du quasar en deux ou quatre images. Les rayons suivent des chemins de longueurs différentes et nous parviennent donc à des moments différents. Les quasars scintillent ; le même scintillement apparaît dans chaque image après un délai.

Ces délais, associés à un modèle de la masse de la galaxie-lentille, donnent une distance absolue, et de là H0. La méthode n’a besoin d’aucune échelle de distances intermédiaires et ne craint presque pas la poussière.

La dégénérescence cachée dans la masse

Il y a un piège. De nombreux profils de masse différents peuvent produire exactement les mêmes images tout en changeant les délais — donc H0. Les astronomes parlent de dégénérescence de la nappe de masse. Des mesures antérieures atteignaient 2 % en supposant un profil simple. Quand cette hypothèse a été abandonnée, en 2020, l’incertitude a bondi à 8 %.

Le seul moyen de fixer la masse sans supposer sa forme : mesurer la vitesse des étoiles à l’intérieur de la galaxie-lentille. C’est ce que fait la collaboration TDCOSMO, 28 chercheurs dans dix pays.

Ce qui a changé en un an

Par rapport à leur résultat de 2025, ils disposent :

• de 11 quasars démultipliés au lieu de 8 (neuf à quatre images, deux à deux images) ;
• de cartes du mouvement des étoiles résolues à travers la galaxie pour 9 d’entre eux, dont six obtenues avec le spectrographe NIRSpec du télescope spatial James Webb ;
• d’images plus nettes de Webb pour trois lentilles ;
• de modèles complets en deux dimensions du mouvement des étoiles, au lieu d’approximations sphériques ;
• de nouvelles estimations de la matière située le long de chaque ligne de visée, fondées sur des simulations préparées pour la mission Euclid.

L’analyse a été menée en aveugle : les valeurs cosmologiques restaient masquées jusqu’à la fin d’une relecture interne. Le résultat a été dévoilé le 23 septembre 2026 et publié sans modification.

71,1, à 3,3 %

Associées à un échantillon de supernovae qui fixe la quantité de matière dans l’Univers, les onze lentilles donnent :

• H0 = 71,1 km/s/Mpc, incertitude 3,3 % — 35 % plus serrée qu’en 2025 ;
• 71,3 à 3,0 % en ajoutant 23 autres galaxies-lentilles sans délai ;
• 72,2 à 3,0 % en remplaçant les supernovae par les mesures de distance du relevé de galaxies DESI.

Avec les lentilles seules, sans aucune donnée extérieure, la valeur est de 70,6 à 4,9 %. Modifier les choix d’analyse un par un déplace H0 de moins d’un écart type. Selon les auteurs, parmi les sondes de l’Univers récent, seule l’échelle des distances locale est plus précise.

De quel côté ?

Le résultat se trouve à moins d’un écart type des mesures sur les galaxies voisines et à 1,6 sigma au-dessus de la prédiction de l’Univers jeune — 2,2 sigma dans la combinaison la plus précise. Un article compagnon, non traité ici, le combine à d’autres sondes de l’Univers récent et fait état d’une tension avec le fond diffus d’environ 2,7 sigma ou plus.

Les lentilles peuvent même étalonner la règle cosmique du relevé DESI sans le fond diffus. Elles donnent un horizon sonore de 140,7 ± 4,3 mégaparsecs, environ 1,5 sigma sous la valeur déduite du satellite Planck.

Un coup de pouce sur l’énergie noire

En refaisant l’analyse avec une énergie noire libre de varier, H0 bouge à peine. Combinées à DESI et aux supernovae, les données défavorisent légèrement une énergie noire parfaitement constante, à 2,3 à 2,5 sigma — suggestif, bien en deçà d’une découverte. Mesurer vraiment l’énergie noire avec cette méthode demandera beaucoup plus de lentilles, attendues d’Euclid, de l’observatoire Rubin et du télescope Roman.

Les auteurs notent que la nouvelle valeur concorde avec toutes leurs mesures en aveugle précédentes, malgré de nouvelles données, de nouvelles méthodes et de nouvelles personnes. L’article a été soumis à Physical Review D ; les données seront publiées une fois l’article accepté.