Dans la nuit du 5 au 6 octobre 1923, Edwin Hubble a découvert une nouvelle star – et a révélé l’immensité totale de l’univers.
Au début, Hubble pensait que l’objet était un Nova, un type d’étoile explosive, mais un regard plus approfondi a révélé que la lumière de l’étoile variait en intensité au cours de la nuit, éclaircissant, gradissant et éclaircissant à nouveau dans un modèle prévisible. Dans une assiette photographique, il a éclaté le « N » pour Nova et l’a remplacé par « var! » pour l’étoile variable.
Nommé M31-V1, c’était une étoile variable Cepheid, un type d’étoile qui fluctue en intensité avec une régularité frappante. Hubble n’était pas le premier à découvrir ces « bougies standard » cosmiques. En 1912, l’astronome de l’observatoire de Harvard, Henrietta Swan Leavitt, avait catalogué la luminosité et la période (modèle d’éclaircissement et de gradation) de 25 céphéides dans le petit nuage magellaniqueune galaxie naine à proximité. Plus une céphéide plus brillante, plus elle scintillait, a-t-elle découvert.
Mais les observations de Hubble se sont révélées essentielles à un grand débat qui faisait rage à l’époque. L’astronome Harlow Shapley pensait que la Voie lactée constituait l’univers entier, tandis que son rival Heber Curtis avait fait une mesure approximative de la distance à Andromède voisine, également connu sous le nom de Messier 31, qui a suggéré que nous vivions dans un «univers insulaire», grouillant de grandes galaxies éloignées et stupéfiantes.
Par une nuit sombre, notre galaxie voisine avait toujours été visible à l’œil nu, mais au fil des ans, Skywatchers avait débattu de la constellation, d’une nébuleuse ou d’une autre galaxie.
La découverte par Hubble de la céphée à côté a étonné l’argument de Curtis selon lequel Andromeda était une galaxie distincte de la nôtre. Hubble continuerait à mesurer Cepheid de M31 sur plusieurs nuits au cours de l’année. L’intensité lumineuse variable de l’étoile vacillante a permis à Hubble de calculer qu’Andromeda était un vaste 900 000 années-lumière.
Le travail de Leavitt sur les céphéides s’est avéré inestimable pour l’autre grande constatation de Hubble: l’expansion de l’univers. Tandis que d’autres, comme Georges Lemaîtreavait théorisé que l’univers s’étendait en utilisant la théorie d’Einstein de relativité généraleHubble l’a confirmé avec des calculs précis.
Il a combiné les données de distance de Leavitt à la distance avec les données de Milton Humason et d’autres qui montraient le « décalage rouge » des galaxies – dans lequel des longueurs d’onde de lumière sont étirées, ou se sont déplacées vers l’extrémité plus rouge du spectre, par l’effet Doppler alors qu’ils s’éloignent de nous. Des objets plus lointains avaient un changement rouge plus élevé, montrant qu’ils s’éloignaient plus rapidement que les objets à proximité.
Le taux d’expansion calculé de Hubble deviendrait appelé Hubble constante. Depuis la découverte de Cepheid M31-V1, plusieurs éléments de preuve ont confirmé que nous vivons dans un univers en constante expansion et avec la découverte de énergie sombre Dans les années 1990, nous savons maintenant que l’expansion s’accélère. Mais Les mesures modernes du taux d’expansion de l’univers ne s’alignent pas les uns avec les autres. La détermination de la source de l’écart pourrait ouvrir la voie à nous de découvrir une nouvelle physique et à renverser les modèles cosmologiques acceptés à nouveau.
