Un système de positionnement cosmique pour résoudre la tension de Hubble
NASA propose un réseau de satellites pour mesurer l'expansion de l'univers et résoudre la tension de Hubble. Détails techniques et enjeux.
Un réseau de satellites pour mesurer l'univers
La NASA explore une solution audacieuse pour résoudre la tension de Hubble, un désaccord persistant entre les mesures locales et globales de l'expansion de l'univers. Le projet Cosmic Positioning System (CPS) repose sur un réseau de cinq satellites déployés dans le système solaire externe. Ce système pourrait fournir des données précises sur la constante de Hubble, cruciale pour la cosmologie moderne.
Un réseau interplanétaire
Le CPS se compose de cinq satellites équipés de chronomètres atomiques ultra-stables et de systèmes de communication laser. Ces satellites seraient positionnés aux points Lagrange L4 et L5 du système Soleil-Jupiter, ainsi qu'en orbite autour de Neptune et de Pluton. Leur configuration permet de couvrir de vastes distances, essentielles pour des mesures cosmologiques précises.
Chronomètres et communication laser
Chaque satellite embarque des horloges atomiques à base de ions piégés, offrant une stabilité de 10-18 sur des années. La communication entre satellites utilise des liens laser à 1,55 µm, avec une bande passante de 1 Gbps pour transmettre les données temporelles. Ces technologies sont dérivées des systèmes de navigation interplanétaire actuels, mais optimisées pour des mesures à très longue distance.
Résolution de la tension de Hubble
Le CPS mesure les décalages temporels entre les signaux laser échangés par les satellites, permettant de calculer des distances interplanétaires avec une précision de 10 mètres sur des distances de plusieurs milliards de kilomètres. Ces mesures sont ensuite utilisées pour recalibrer les observations des supernovae et des céphéides, sources de la tension de Hubble.
Enjeux scientifiques et limites
Bien que prometteur, le CPS présente des défis majeurs : la maintenance des satellites à des distances extrêmes, la correction des effets relativistes et la gestion des perturbations gravitationnelles. De plus, le coût estimé de 5 milliards de dollars pourrait limiter son déploiement à moyen terme. Les chercheurs envisagent des alternatives hybrides combinant données du CPS et observations terrestres.
Vers une cosmologie précise
Si le CPS est déployé, il pourrait révolutionner la cosmologie en fournissant des mesures directes de l'expansion de l'univers. Les données obtenues permettraient de tester des modèles alternatifs, comme la théorie des cordes ou la matière noire, et d'affiner notre compréhension de l'énergie sombre. Le projet est actuellement en phase de conception, avec un déploiement potentiel d'ici 2040.