L'écart annoncé est de 8 % entre deux mesures du taux d'expansion de l'univers. Sur le papier, c'est seulement 8 %. En pratique, c'est l'un des désaccords scientifiques les plus structurants de la cosmologie depuis 25 ans, et le JWST n'a pas réglé la dispute en 2024-2025. Pire, selon une partie de la communauté, il l'a aggravée.
Mon verdict en cinq mots : la tension de Hubble est devenue une crise. Voici pourquoi, et où se situe vraiment le débat Freedman contre Riess en juin 2026.
Le problème de base : deux méthodes, deux valeurs#
La constante de Hubble (H0) mesure le taux d'expansion actuel de l'univers, exprimé en km/s/Mpc (kilomètres par seconde par mégaparsec). Concrètement, une galaxie située à 1 Mpc (3,26 millions d'années-lumière) s'éloigne de nous à environ 70 km/s. À 100 Mpc, elle s'éloigne à 7 000 km/s. C'est un paramètre central qui détermine l'âge de l'univers, le taux d'expansion, et le cadre de toutes les distances cosmologiques.
Deux méthodes principales existent pour mesurer H0, et elles donnent des valeurs incompatibles.
Méthode 1 : l'univers primordial (Planck, ACT, DESI). On observe le fond diffus cosmologique (CMB), résidu de lumière émise 380 000 ans après le Big Bang, et on extrapole H0 à partir des fluctuations de température et de polarisation. Le satellite Planck a publié en 2018 une valeur de référence : 67,4 km/s/Mpc avec une précision de 0,7 km/s/Mpc. L'Atacama Cosmology Telescope (ACT) et le programme DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) confirment des valeurs entre 67,5 et 68,2 km/s/Mpc.
Méthode 2 : l'univers local (SH0ES, distance ladder). On utilise l'échelle des distances cosmiques : céphéides variables dans les galaxies proches, supernovae de type Ia comme chandelles standard pour aller plus loin. Le projet SH0ES dirigé par Adam Riess a publié en 2022 une valeur de 73,04 km/s/Mpc avec une précision de 1,0 km/s/Mpc. Les analyses récentes (incluant JWST) confirment cette mesure entre 73,3 et 73,8 km/s/Mpc.
L'écart de presque 6 km/s/Mpc entre les deux méthodes représente, statistiquement, un désaccord à plus de 5 sigma. Autrement dit, la probabilité que ce désaccord soit dû au hasard est inférieure à 1 sur un million.
Riess et SH0ES : la voie locale, JWST inclus#
Adam Riess, prix Nobel de physique 2011 pour la découverte de l'expansion accélérée de l'univers, est le porte-drapeau de la méthode du distance ladder. Son équipe SH0ES (Supernova H0 for the Equation of State) calibre chaque échelon de l'échelle des distances avec un soin maniaque.
En 2024 et 2025, SH0ES a utilisé le James Webb Space Telescope (JWST) pour vérifier que les céphéides observées par Hubble n'étaient pas contaminées par des effets de "crowding" (encombrement stellaire) qui pourraient biaiser les distances. Le JWST, avec sa résolution dix fois supérieure à Hubble dans l'infrarouge, permet de désembrouiller les champs stellaires denses.
Le verdict : les céphéides observées par Hubble dans 11 galaxies hôtes de supernovae de type Ia ont été ré-observées par JWST. Les distances mesurées par les deux instruments coïncident à mieux que 1 %. Conclusion de Riess : le crowding n'est pas la source de la tension. La mesure SH0ES tient.
Cette confirmation par JWST a été présentée comme un argument fort en faveur de la réalité de la tension de Hubble. La photométrie Hubble n'était pas biaisée par les superpositions stellaires, donc l'écart entre 73 et 67 km/s/Mpc est réel, et il faut chercher l'explication ailleurs (nouvelle physique au lieu d'erreurs de mesure).
Freedman et CCHP : la voie alternative, JWST exploité différemment#
Wendy Freedman, professeure à l'Université de Chicago, pilote le Chicago-Carnegie Hubble Program (CCHP). Sa stratégie : remplacer les céphéides (variables très lumineuses mais difficiles à observer en environnement stellaire dense) par d'autres calibrateurs de distances qui ont leurs propres incertitudes mais qui ne souffrent pas des mêmes biais.
Le CCHP utilise trois méthodes indépendantes :
- Les céphéides classiques (comme SH0ES)
- La branche des géantes rouges au sommet (Tip of the Red Giant Branch, TRGB)
- Les étoiles JAGB (J-region Asymptotic Giant Branch, ou étoiles carbonées variables)
L'idée est que si les trois méthodes convergent sur une même valeur de H0, on aura une mesure robuste. Si elles divergent, le distance ladder a un problème.
En août 2024, Freedman et son équipe ont publié dans The Astrophysical Journal un papier (arXiv:2408.06153) basé sur des données JWST. Leur conclusion : en combinant les trois méthodes et avec les nouvelles données JWST, H0 = 70,4 km/s/Mpc avec une précision de 3 %. Cette valeur est compatible avec la valeur CMB (67,4) à environ 1 sigma, et incompatible avec SH0ES (73,0) à environ 1,5 sigma.
Concrètement, Freedman dit : "Avec ces nouvelles données JWST et trois méthodes indépendantes, nous ne trouvons pas de preuve forte d'une tension de Hubble."
C'est exactement le contraire de la conclusion Riess. Les deux équipes utilisent JWST. Les deux équipes tirent des conclusions opposées.
Pourquoi le désaccord persiste#
Les sources de divergence entre Freedman et Riess tiennent à quelques choix méthodologiques précis, et c'est là que se joue le débat technique.
Calibration de la base : SH0ES calibre l'échelle des distances sur le maser d'eau de NGC 4258, une galaxie spirale dont la distance est connue avec une précision géométrique (8,32 Mpc à 1 % près). Freedman utilise NGC 4258 mais avec un poids différent et combine plusieurs calibrateurs.
Nombre de calibrateurs : Freedman utilise actuellement 10 galaxies hôtes de SNe Ia, contre 37 pour SH0ES. Une critique de SH0ES sur le papier Freedman de 2024 : la base statistique est trop étroite, et un seul outlier peut biaiser la moyenne.
Choix des céphéides : SH0ES retient toutes les céphéides détectées dans les champs JWST, Freedman applique des coupures plus strictes sur la qualité photométrique. Ces coupures réduisent l'échantillon mais aussi le biais potentiel.
Traitement TRGB : la méthode TRGB de Freedman repose sur l'identification du "tip" (rupture brusque) de la branche des géantes rouges dans les diagrammes couleur-magnitude. La position précise de cette rupture dépend de la métallicité et de l'âge stellaire de la galaxie hôte, et les corrections appliquées font débat.
Dan Scolnic, cosmologiste à Duke University et membre de l'équipe SH0ES, a publiquement contesté l'analyse Freedman dans plusieurs interventions de 2024-2025, soulignant que les barres d'erreur de la mesure CCHP sont assez larges pour englober à la fois la valeur CMB et la valeur SH0ES. Statistiquement, le résultat Freedman ne tranche pas, il accommode.
Et si c'était de la nouvelle physique ?#
Si la tension est réelle (position Riess), elle pourrait indiquer une faille dans le modèle cosmologique standard (LambdaCDM). Plusieurs hypothèses circulent.
Énergie noire évolutive : le modèle standard suppose que l'énergie noire a une densité constante (constante cosmologique Lambda). Les données DESI 2024-2025 suggèrent au contraire une évolution temporelle de l'énergie noire. Cette piste augmenterait paradoxalement la tension plutôt que de la résoudre, selon les premiers ajustements.
Early Dark Energy (EDE) : hypothèse qu'une composante énergétique aurait été significative juste avant et autour de la recombinaison (380 000 ans après le Big Bang) puis aurait diminué. Cette hypothèse permet de remonter H0 dans les analyses CMB de 67 à 71-72 km/s/Mpc, ce qui réduirait l'écart sans l'annuler. Les contraintes observationnelles sur EDE restent serrées mais non excluantes.
Modifications de la gravité : des théories de gravité modifiée (MOND étendue, f(R), théories à dimensions supplémentaires) ont été proposées. Aucune n'arrive à reproduire l'ensemble des observations cosmologiques sans introduire de nouveaux paramètres libres.
Particules de matière noire chaude : l'ajout d'une famille de particules relativistes (axions légers ou neutrinos stériles) modifierait l'expansion primordiale et permettrait de raccorder les deux mesures. Les contraintes sur le nombre de degrés de liberté relativistes (Neff) limitent fortement cette piste.
À ce stade, aucune solution théorique ne fait consensus.
Et si c'était un biais systématique pas encore identifié ?#
L'hypothèse "boring" mais réelle : il existe un biais systématique non identifié dans une des deux méthodes (ou dans les deux).
Sur le distance ladder, les sources potentielles de biais incluent : la calibration absolue des céphéides (relation période-luminosité), la métallicité des galaxies hôtes, la sélection des supernovae Ia, l'évolution intrinsèque des SNe Ia avec le redshift, les effets de poussière interstellaire mal corrigés.
Sur le CMB, les sources potentielles incluent : la modélisation de la diffusion de Thomson, l'extrapolation à grande échelle des fluctuations de petite échelle, le traitement des effets de lentille gravitationnelle sur le CMB.
L'argument de Scolnic et Riess : si on accumule les vérifications croisées (Cepheids+SNe, TRGB+SNe, JAGB+SNe, masers d'eau, surface brightness fluctuations), toutes les méthodes locales convergent autour de 73 ± 1 km/s/Mpc. C'est cette convergence qui rend le biais systématique improbable, sauf à invoquer un biais corrélé entre toutes les méthodes locales, ce qui n'a pas de mécanisme physique évident.
Où en est la communauté en 2026 ?#
À l'heure de l'écriture (juin 2026), la communauté est divisée. Une majorité de cosmologistes considèrent que la tension est réelle et nécessite une explication physique nouvelle. Une minorité, autour de Freedman, considère que le débat est encore prématuré et que la convergence des mesures locales pourrait dissimuler des biais systématiques communs.
Les prochains jalons à suivre :
- Les analyses finales DESI Year 5 (attendues 2026-2027) sur l'évolution de l'énergie noire
- Les nouveaux résultats SH0ES avec extension à 50+ galaxies hôtes (en cours)
- Les premières mesures H0 par lentille gravitationnelle (programme TDCOSMO, programmes JWST dédiés)
- Le successeur du Vera Rubin Observatory au Chili (LSST) qui détectera 100 000 SNe Ia/an à partir de 2026
Sur 5 ans, on devrait avoir une réponse plus tranchée. Soit la tension se stabilise à 5+ sigma (et il faudra reconstruire une partie de la cosmologie), soit on identifie un biais systématique et la valeur converge autour de 70-71 km/s/Mpc.
Pour qui veut suivre#
Le matériel d'observation au cœur de cette controverse vaut le détour. Le JWST avec son instrument NIRCam (Near Infrared Camera) opère en bande F150W2 + F322W2 pour les céphéides, avec une résolution angulaire de 0,06 arcsec à 1,5 µm. Hubble Wide Field Camera 3 (WFC3) opère en bandes F555W et F814W avec 0,04 arcsec de résolution. Les deux instruments sont complémentaires dans les longueurs d'onde mais redondants pour la vérification des mesures.
Pour les observateurs amateurs équipés d'un télescope de 8 à 12 pouces, l'observation directe de céphéides dans des galaxies extragalactiques est techniquement possible sur quelques cibles brillantes (NGC 4258, NGC 3370, NGC 1365), avec un astrographe rapide et plusieurs heures de pose. La mesure de période est accessible avec un capteur CMOS dédié et un logiciel d'astrométrie.
À surveiller en 2026 : les conférences "Hubble Constant Tension" à l'AAS de juin (Pasadena) et de l'IAU à Rome en août. Le débat Freedman-Riess pourrait avancer là.
Mon verdict après lecture des deux camps#
Sur le papier, la position SH0ES est plus convaincante : convergence de méthodes locales, contrôle JWST sur les céphéides, base statistique plus large. La position CCHP repose sur des barres d'erreur plus larges qui accommodent les deux camps mais ne tranchent pas.
En pratique, je penche pour une tension réelle qui nécessite probablement de la nouvelle physique, mais sans le tranchant qu'avaient les annonces de 2022-2023. Le JWST n'a pas résolu la tension, il l'a documentée plus précisément. La résolution viendra probablement d'une combinaison de DESI sur l'énergie noire et de mesures H0 indépendantes par lentilles gravitationnelles.
Pour qui suit la cosmologie sans être chercheur : c'est l'un des dossiers les plus excitants à suivre sur les 5 prochaines années. Si SH0ES gagne, on est devant un changement de paradigme cosmologique. Si CCHP gagne, on aura validé que LambdaCDM tient encore, ce qui serait un soulagement et une déception simultanés selon les théoriciens.
Sources#
- The Hubble Tension Is Becoming a Hubble Crisis, Scientific American
- The Hubble Constant and the Crisis in Cosmology: 2025 Status Report, New Space Economy
- Webb data measures universe expansion, Hubble tension may not exist, Phys.org
- Freedman et al. CCHP Status Report, arXiv:2408.06153
- Hubble tension : interview Wendy Freedman, Big Think
- JWST and the Hubble Tension, Adam Riess talk CERN
- Crowded No More : Hubble Constant tested with JWST, arXiv:2307.15806
