Les fossiles du big-bang

“Regarder loin, c’est regarder tôt” disait Hubert Reeves. C’est ce que va faire l’Agence spatiale européenne (ASE) en envoyant en orbite autour du soleil le satellite Planck. Il aura pour mission d’observer le “fond diffus de l’univers” autrement appelé rayonnement fossile. C’est le vestige de la plus ancienne lumière émise dans l’univers quelques milliers d’années après le big-bang .

En 1965, deux radio-astronomes, Penzias et Wilson, déploient une antenne adaptée aux radio-fréquences de faible intensité pour capter les émissions se satellites artificiels. Ils découvrent par hasard un rayonnement parasite d’une longueur d’onde de 7.35 cm. Ce rayonnement ne varie pas selon les saisons et provient de toutes les directions de l’univers.

Jamais décelé, ce rayonnement avait été prédit par George Gamow, sous les termes de “fond diffus cosmologique” qui constitue la première preuve de la théorie du big-bang. Ils reçurent le prix Nobel en 1978 pour cette découverte.

Au début l’univers était très dense et très chaud (un milliard de degrés). La matière était si dense qu’elle emprisonnait la lumière. 400 000 ans plus tard, sous l’effet de son expansion, la densité a diminué et l’univers s’est enfin illuminé. C’est ce rayonnement que nous recevons après son voyage de 13 milliards d’années à travers les méandres de l’univers. Lors d’une telle odyssée, sa longueur d’onde a radicalement changé, suivant l’étirement de l’espace. Initialement elle correspondait a un rayonnement gamma, elle est désormais dans le domaine des micro-ondes. Ce qui correspond si on le code en température à un passage de 4500 K à 2,7 K. C’est pour cela que l’on dit que le rayonnement fossile est un rayonnement froid.

Le satellite Planck observera ce rayonnement avec un instrument nommé bolomètre qui mesure la température des rayonnements. Cet instrument nécessite d’être a une température très faible pour isoler le bruit électromagnétique ambiant. Pour cela l’ESA a prévu de maintenir le satellite à la température étonnante de 0.1K (-273.05°C). Soit proche du zéro absolu!

Les données collectées par Planck éclaireront les scientifiques dans leur compréhension de l’evolution de l’univers, notamment dans son jeune âge. Les théories actuelles ne permettent pas de comprendre pourquoi ce rayonnement fossile est isotropique, c’est à dire qu’il est le même dans toutes les directions. Une telle répartition implique, selon l’astrophysicien Christian Magnan , un “lien causal entre différents point de l’Univers”. Or ceci est interdit par les équations d’Einstein.

“Nul doute que notre monde soit né de façon singulière et qu’il est en expansion, comme le prévoit le modèle du big-bang, mais la description de la singularité originelle est impossible (à mon sens) sans un renouvellement théorique complet de nos idées.”

^{Pour en savoir plus, le site de Christian Magnan http://www.lacosmo.com/Nature92.html}