En utilisant la mode dans l’espace et le temps, décrite pour la première fois par Einstein, le télescope spatial Hubble a également laissé entendre que nos théories sur l’univers sont loin d’être complètes.
Une percée cosmique importante dans l’histoire fut la prise de conscience par Edwin Hubble en 1925 que l’univers n’était pas statique mais en expansion. Les astronomes ont utilisé Hubble, ainsi que d'autres dispositifs (sur la terre et dans l'espace), pour fixer cette vitesse avec précision. Pour cela, l'étrangeté de l'espace et du temps était utile.
Une lentille cosmique puissante se produit lorsque la lumière provient d'un point lointain de l'univers et rencontre un objet massif sur son passage. Ces «barrières», comme les galaxies, font que l'espace-temps se plie et se déforme. Ceci a été décrit par la théorie générale de la relativité. Si l'alignement est situé juste entre nous et une source de lumière distante, un objet de grande taille peut créer un «objectif» espace-temps, ce qui entraîne une augmentation et une distorsion de la lumière dans l'espace.
De nombreuses images à lentilles et des arcs déformés sont généralement observés lors de prises de vue en espace lointain. Hubble a utilisé des lentilles naturelles pour renforcer son potentiel dans le cadre du projet Frontier Fields, en regardant de plus loin que ne le permettait l'optique.
Mais ces loupes naturelles dans l'espace-temps peuvent être utilisées à d'autres fins. Par exemple, une étude récente teste une constante fondamentale qui décrit l'expansion inexorable et accélérée de l'Univers. L'étude s'appelait H0LiCOW. Mais ces lentilles ne sont pas parfaites. C'est-à-dire que la même source distante (par exemple, un ancien quasar) peut recevoir la lumière de différentes manières dans différentes régions de l'espace-temps déformé. Au lieu d'un objectif, il y en a beaucoup, assemblés. Dans ce cas, Hubble observe le même quasar, mais chaque image passe à travers des objectifs différents dans un intervalle de temps différent. Voici quelques exemples:
Cinq quasars à lentilles et le premier plan de la galaxie, étudiés dans le cadre du projet H0LICOW
Hubble a observé deux quasars brillants, dont les noyaux galactiques très actifs produisaient un reflet brillant. En utilisant le délai de scintillement comme point de mesure, les chercheurs ont pu obtenir une mesure précise de l’agrandissement de l’espace, en confirmant les données précédentes de la constante de Hubble (le nombre qui détermine le taux d’expansion).
«Notre méthode est le moyen le plus simple de mesurer la constante de Hubble. Après tout, seules la géométrie et la théorie de la relativité générale sont utilisées ici », a déclaré l'astronome Frederick Kurbin de l'École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse.
En suivant cette technique, les chercheurs ont mesuré la constante avec une précision de 3,8% - c'est la mesure la plus précise de tous. «Une telle mesure du nombre de Hubble est le cadeau le plus digne de ces derniers temps», a déclaré Vivien Bonven, participante au projet.
Pour les mesures précédentes, des céphéides d’étoiles variables ont été prises pour suivre les distances et obtenir le taux de dilatation. La luminosité de ces étoiles diffère, mais de manière très prévisible, ce qui en fait de grandes balises. La nouvelle étude est cohérente avec les données précédentes de Hubble, mais elles sont plus précises et confirment que l'Univers se développe plus rapidement que ne le prédisent les modèles spatiaux. Les observations de l'observatoire spatial Planck, qui capture le rayonnement de fond hyperfréquence (relique), sont conformes aux théories universelles. Les mesures de Planck représentent l’univers ancien après le Big Bang et les mesures de Hubble montrent sa position des milliards d’années plus tard et la vitesse de son expansion. Cela prouve que nous ne comprenons pas parfaitement le fonctionnement de l'espace.
«La constante de Hubble est cruciale pour l'astronomie moderne, car elle élargit les limites de notre compréhension du cosmos. Avec son aide, nous saurons s'il s'agit de matière noire et ordinaire ou s'il y a autre chose », a déclaré la chercheuse principale, Sherry Sue, de l'Institut Max Planck pour l'astrophysique.
