L’Univers est-il réellement âgé de 13,8 milliards d’années?

Nous allons regarder dans cet article l’âge de l’univers dans le modèle évolutionniste (Big-Bang) et comprendre pourquoi il pourrait être incorrect, compte tenu des hypothèses qui sont insérées à l’intérieur du calcul.

Expansion de l’univers

L’univers est en expansion dans le modèle du Big-Bang ce qui signifie que les galaxies s’éloignent les unes des autres, et plus elles sont éloignées, plus elles s’éloignent vite (loi de Hubble). On observe cette expansion grâce au décalage vers le rouge (redshift) des galaxies. Plus une galaxie est éloignée, plus la lumière qu’elle émet est décalée vers le rouge (elle s’étire car l’espace lui-même s’étendrait).

La loi de Hubble

La loi de Hubble est une relation linéaire approximative: « v = H₀ × d« , où:

• v est la vitesse d’éloignement d’une galaxie,
• d est la distance de la galaxie,
• H₀ est la constante de Hubble (actuellement mesurée autour de 70 km/s/Mpc).

L’interprétation est qu’on peut voir H₀ comme une mesure du taux d’expansion de l’univers aujourd’hui.

Âge approximatif: 1 / H₀

En inversant la constante de Hubble, on peut obtenir une estimation simplifiée de l’âge de l’univers.
Cela donne un ordre de grandeur, comme si l’univers avait toujours eu cette vitesse d’expansion (ce qui est une approximation): Âge ≈ 1 / H₀.

Avec H₀ ≈ 70 km/s/Mpc:

• 1 Mpc = 3,09 × 10^19 km (conversion nécessaire)
• Cela donne environ 14 milliards d’années.

H₀ (la constante de Hubble) mesure le taux d’expansion de l’univers. C’est un rapport entre:

• une vitesse (en km/s),
• et une distance (en Mpc = mégaparsec = une unité d’astronomie très grande).

Donc H₀ = Vitesse / Distance. Si H₀ = 70 km/s/Mpc, ça veut dire que chaque mégaparsec de distance contribue à une vitesse d’éloignement de 70 km/s.

Inverser H₀, c’est comme demander: combien de temps a-t-il fallu pour que l’univers atteigne sa taille actuelle, si l’expansion avait toujours eu ce rythme? Imaginons une analogie simple:

• On roule à 100 km/h (la « constante de vitesse »).
• On est à 100 km du point de départ.
• Combien de temps a-t-il fallu ?

Temps = Distance / Vitesse = 100km / 100km/h = 1h

Mais attention ce calcul donne un âge approximatif, car il ne tient pas compte des ralentissements ou accélérations passés de l’expansion (dus à la gravité, l’énergie noire, etc.). Le modèle standard du Big Bang (ΛCDM) tient compte de la matière (qui ralentit l’expansion), de l’énergie noire (qui accélère l’expansion récemment) et de la radiation (qui a joué un rôle au début). En intégrant toutes ces composantes dans les équations de Friedmann, on obtient un âge plus précis, basé sur la dynamique réelle de l’expansion: Âge ≈ 13,8 milliards d’années (valeur actuelle).

Comment établit-on la constante de Hubble (H₀) dans le modèle évolutif?

On mesure la vitesse d’éloignement d’une galaxie (v). Pour cela il nous faut le décalage vers le rouge (redshift z). On observe la lumière des galaxies lointaines et on voit que leurs raies spectrales sont décalées vers le rouge. Plus ce décalage est grand, plus la vitesse d’éloignement est grande. Pour des vitesses « modérées », on utilise l’approximation: v ≈ c × z (c = vitesse de la lumière).

On mesure également la distance d’une galaxie (d) mais mesurer des distances cosmiques est beaucoup plus compliqué. On utilise plusieurs méthodes, organisées en « échelle des distances cosmiques » (cosmic distance ladder):

Méthodes primaires:

• Parallaxe des étoiles proches.
• Céphéides (étoiles variables avec une relation période-luminosité connue).

Les parallaxes stellaires sont généralement acceptées par les créationnistes car elles concernent des étoiles proches (quelques centaines d’années-lumière). C’est une mesure géométrique simple (triangulation).

Les céphéides sont déjà plus discutées. Les relations période-luminosité sont calibrées à partir d’hypothèses sur la physique stellaire. Si la physique des étoiles change (par exemple, dans un univers jeune), ces relations peuvent être faussées. Certains créationnistes (par exemple Danny Faulkner) acceptent en partie les céphéides, mais mettent en garde contre leur extension à des distances très grandes.

Méthodes secondaires:

• Supernovæ de type Ia (standard candles).
• Galaxies avec des caractéristiques standards (Tully-Fisher, Faber-Jackson…).

Ces méthodes secondaires dépendent de modèles théoriques. La luminosité intrinsèque des supernovæ Ia est supposée standard (chandelier stanrd). Mais si les propriétés des supernovæ changent dans le temps ou selon l’environnement galactique, la méthode pourrait être fausse.

Les relations comme Tully-Fisher (liens entre la luminosité d’une galaxie spirale et sa vitesse de rotation) sont empiriques, mais peuvent varier selon les conditions locales. Ces étalonnages sont basés sur des hypothèses d’un univers ancien et homogène. Si l’univers est jeune, ces extrapolations ne sont plus fiables.

En combinant ces mesures, les évolutionnistes obtiennent une estimation de la distance des galaxies. En clair les créationnistes acceptent les mesures géométriques locales (parallaxe) mais remettent en cause l’extension des échelles de distance fondées sur des hypothèses évolutives.

En traçant un graphique vitesse (v) en fonction de la distance (d), on obtient une droite (en 1ère approximation):

v = H₀ × d.

Le pente de cette droite donne la valeur de la constante de Hubble H₀. Si par exemple une galaxie est à 100 Mpc et qu’elle s’éloigne à 7000 km/s, on a: H₀ = v / d = 7000 / 100 = 70 km/s/Mpc.

Cette méthode simplifiée donne un âge approximatif de l’univers (environ 14 milliards d’années) sans trop d’hypothèses compliquées mais elle reste une approximation, car elle suppose que l’univers a toujours eu le même taux d’expansion, ce qui n’est pas exact selon les évolutionnistes (l’expansion aurait ralenti et accéléré selon les époques).

Si le redshift ne vient pas de l’expansion, ou si la vitesse aller est instantanée

Dans le modèle du Big Bang, le redshift est vu comme un effet de l’expansion de l’espace lui-même. Plus une galaxie est éloignée, plus l’espace entre nous s’est « étiré » depuis l’émission de sa lumière. Il existe cependant des modèles alternatifs:

• La lumière perdrait de l’énergie en traversant le cosmos (Fatigue de la lumière).
• La lumière serait décalée vers le rouge en raison d’effets gravitationnels cumulés sur des distances immenses (Gravité cosmique).
• Des processus quantiques exotiques, certains créationnistes (comme Humphreys) ont suggéré des modèles basés sur la relativité générale, où l’univers serait jeune mais paraîtrait vieux à cause d’un effet gravitationnel massif (gravitational time dilation). Phillip W. Dennis a une solution au problème des galaxies lointaines dans un univers jeune. Il suggère que les galaxies lointaines sont dans des zones de l’univers où le temps s’est écoulé plus rapidement que dans notre région locale (la Terre). On explorera cette idée intéressante dans un autre article.
• L’effet Doppler classique proposé par Hubble initialement

Si la lumière voyage instantanément dans une direction (par exemple « vers nous »), alors le redshift ne serait plus un indicateur fiable de la vitesse d’éloignement. Cela changerait toute l’interprétation des distances et du temps cosmique:

• Les galaxies ne sont peut-être pas si loin qu’on le pense.
• L’univers ne serait pas nécessairement vieux.
• Le décalage spectral serait un phénomène local ou lié à autre chose qu’une expansion de l’espace.

Et si on voyait les Étoiles Lointaines en temps réel?

Si la lumière nous parvient instantanément, le redshift z n’est plus une mesure fiable de la vitesse d’éloignement, parce que dans ce scénario le temps de parcours est nul, la distance perçue est fausse, donc la vitesse d’éloignement est inconnue ou non mesurable de cette façon. Autrement dit si la lumière « arrive instantanément », alors l’idée même de « vitesse d’éloignement » basée sur le redshift n’a plus de sens physique et la Loi de Hubble qui donnait 14 milliards d’années ne fonctionne plus. Le redshift pourrait alors être causé par un effet local (gravité, interactions, fatigue de la lumière) ou un décalage autre que cinématique.

Quand on considère ces calculs sur la vitesse d’éloignement d’une galaxie (v ≈ c × z ); les méthodes secondaires pour mesurer la distance des galaxies lointaines, on se rend compte que si les hypothèses évolutives (c, z, d…) ne tiennent pas, la constante d’Hubble est erronée et ne permet pas de calculer l’âge de l’univers:

• Que fait-on si « c » (vitesse de la lumière) est instantanée à l’aller?
• Et si le décalage vers le rouge « z » n’est pas causé par l’expansion?
• Et si les méthodes secondaires pour calculer « d » sont imparfaites?

Pour les militants évolutionnistes, il est très difficile de rediscuter tout ou certaines de ces choses (car tout le modèle s’effondrerait). Pourtant, il y a des raisons de penser qu’il y a des problèmes avec les hypothèses évolutives (les observations du James Webb Telescope ne cadrent pas avec le modèle du Big-Bang), Edwin Hubble lui-même était sceptique quant à l’interprétation du redshift:

… la possibilité que le décalage vers le rouge puisse être dû à une autre cause, liée au long temps ou à la grande distance impliqués dans le trajet de la lumière depuis la nébuleuse jusqu’à l’observateur, ne devrait pas être écartée prématurément.

Hubble, E. and Tolman, R.C., Two methods of investigating the nature of nebular red-shift, Astrophys. J. 82:302–307, 1935.

John Hartnett déclare:

Il convient de rappeler que la loi de Hubble elle-même, bien qu’elle puisse être dérivée de la relativité générale, ne constitue pas en soi une preuve suffisante pour conclure que les décalages vers le rouge sont un indicateur fiable de la distance dans l’univers.

Un seul contre-exemple, où un objet astronomique présentant un décalage vers le rouge très élevé (z ~ 2) est observé comme étant éjecté vers nous depuis le noyau d’une galaxie spirale relativement peu décalée vers le rouge (z ~ 0,02), suffit à démontrer que la loi de Hubble, en tant que méthode de détermination des distances, n’est pas si robuste.

https://creation.com/is-there-evidence-for-expanding-universe

Et si l’univers était réellement en expansion?

Comme le dit Jason Lisle:

Un univers en expansion n’implique pas nécessairement qu’il était initialement sans dimension [point de singularité]. Cela signifie simplement que l »univers était plus petit autrefois. Cette taille plus petite dépend de l’âge de l’univers.

https://biblicalscienceinstitute.com/astronomy/new-james-webb-space-telescope-observations-challenge-the-big-bang

Nous verrons l’expansion plus en détail, à la lumière du James Webb Telescope dans un autre article.