Selon certaines rumeurs, les astrophysiciens paniquent : les premières images du télescope spatial James Webb réfuteraient le Big Bang.
Les premières images ont été publiées le 12 juillet 2022. J’ai passé le mois de juillet au département d’astrophysique de l’Université de Harvard. Je n’ai vu personne paniquer. Non, le télescope James Webb ne réfute pas le Big Bang. Voyons pourquoi.
La lecture préalable de l’article « Pourquoi le Big Bang ? » peut aider.
Rappel : qu’est-ce que le Big Bang ?
Commençons par rappeler ce qu’est le Big Bang : il y a des milliards d’années, la portion de l’univers que nous pouvons observer aujourd’hui ne faisait que quelques millimètres. L’univers est depuis en expansion depuis cet état homogène, dense et chaud.
Il y a peut-être eu quelque chose avant. Nous ne savons pas.
Ce scénario repose principalement, mais pas exclusivement, sur l’observation de l’expansion de l’univers. En passant le film à l’envers, on arrive à quelque chose de dense et chaud. C’est tout. C’est simple. C’est pourquoi c’est robuste.
Que se passe-t-il avec le télescope James Webb ?
Revenons à cet état homogène, dense et chaud. Avec l’expansion, l’univers se refroidit et la gravité entraîne d’abord la formation d’étoiles, puis de galaxies. Les astrophysiciens ont modélisé la façon dont tout cela a dû se produire, et sur quelle échelle de temps.
Que vient faire Webb là-dedans ? Ses premières images révèlent des galaxies à un stade de développement avancé, à une époque où l’on pensait qu’il ne pouvait pas y avoir de galaxies aussi bien formées.
Cela réfute-t-il le Big Bang ? Non. Cela pose certainement des problèmes pour les scénarios de formation des premières galaxies[1]. Mais cela ne réfute pas l’expansion de l’univers. C’est même grâce à cette expansion que Webb peut voir ces galaxies[2].
L’univers est en expansion, et en passant le film à l’envers, on arrive au Big Bang. Webb ne change rien à tout cela.
On pourrait en rester là. Mais je pense qu’il est intéressant de compléter ce qui a été dit par l’examen de quelques précédents historiques similaires.
Un peu d’histoire
1929 : Edwin Hubble observe que les étoiles s’éloignent d’autant plus rapidement qu’elles sont loin. C’est la première indication de l’expansion de l’univers. D’après ses observations, l’univers avait un milliard d’années. Problème : on savait déjà que de nombreuses étoiles étaient plus vieilles. Albert Einstein écrivait à ce sujet en 1945 : « On ne sait pas du tout comment surmonter cette incongruité »[3].
L’idée du Big Bang mourut-elle ? Pas du tout. L’expansion était toujours là. Elle n’allait pas se « désobserver ».
Années 1950 : les astronomes réalisent que Hubble s’était trompé d’un facteur 7 dans ses distances[4]. Lorsque Hubble mesurait 1 année-lumière, il y en avait en fait 7.
L’idée du Big Bang mourut-elle ? Pas du tout. L’expansion était toujours là. Elle n’allait pas se « désobserver »[5].
Année 2013 : Après des décennies de mesures de plus en plus précises du taux d’expansion de l’univers, la fameuse « constante de Hubble« , il apparaît clairement que deux mesures indépendantes donnent un résultat légèrement différent[6].
L’idée du Big Bang meurt-elle ? Pas du tout. L’expansion est toujours là. Elle ne va pas se « désobserver « .
Conclusion
La présence de galaxies primordiales prématurément développées ne réfute pas plus le Big Bang que la première estimation de l’âge de l’univers par Hubble, ni son erreur d’un facteur 7, ni la divergence récente entre deux mesures différentes de la constante de Hubble.
Non, le télescope James Webb ne réfute pas le Big Bang. Au mieux, il permet peut-être de réfuter les idées fausses que certains ont sur le Big Bang. Rien de plus.
Notes
[1] Voir l’article de la revue Nature à ce sujet.
[2] On en a parlé récemment sur Science & Foi.
[3] Au début, Einstein ne croyait pas au Big Bang. Il a changé d’avis vers 1931. Voir ici pour plus de détails.
[4] Pour plus de détails, voir cette page.
[5] Incidemment, la découverte de l’erreur de Hubble a résolu l' »incongruité » d’Einstein puisque, avec les mesures ainsi corrigées, l’âge calculé de l’univers est passé à environ 10 milliards d’années.
[6] En unités que je ne donnerai pas (voir référence ci-après), certaines mesures se situent autour de 73, d’autres autour de 68. Plus de détails dans cette référence. En 1929, en raison de son erreur d’un facteur 7 dans ses mesures de distance, Hubble trouvait 500.
