Le fond diffus cosmologique — Astronomie, 11–13
Une faible lueur de micro-ondes vient de toutes les directions de l’espace. C’est une lumière très ancienne, libérée quand le jeune univers est devenu transparent ; elle donne aux astronomes un instantané de son état initial.
Une lueur de l’univers jeune
Le fond diffus cosmologique est une lueur très faible étendue sur tout le ciel. Elle était à l’origine une lumière de l’univers primitif, quand la matière formait un brouillard chaud et lumineux. Environ 380 000 ans après le début de l’expansion de l’univers, ce brouillard s’est assez refroidi pour que les atomes se forment et que la lumière voyage librement. Cette lumière s’est étirée jusqu’aux micro-ondes avec l’expansion de l’espace.
Pourquoi les astronomes la recherchent
Une explication de l’univers primitif a besoin de preuves, pas seulement d’une idée ingénieuse. Si l’univers a commencé chaud et dense avant de s’étendre, une ancienne lumière devrait encore remplir l’espace, refroidie et étirée par cette expansion. En 1965, Arno Penzias et Robert Wilson ont détecté un bruit de micro-ondes venant de toutes les directions. C’était la lueur prévue, et non un défaut de leur appareil.
De 3000 K à 2,7 K
Utilisons la température absolue, mesurée en kelvins. D’abord, l’univers ancien et lumineux était à environ 3000 K quand cette lumière s’est libérée. Aujourd’hui, le fond est mesuré à environ 2,7 K. Divisons 3000 par 2,7 : la source de la lumière était environ 1100 fois plus chaude. L’expansion n’a pas effacé la lumière ; elle a étiré ses ondes jusqu’à leur réception sous forme de micro-ondes.
L’erreur compréhensible
On peut facilement imaginer le fond comme une coquille brillante avec une limite précise autour de l’univers. Son nom et son image sur tout le ciel peuvent le suggérer. En réalité, c’est une lumière qui arrive de toutes les directions et qui a été libérée quand l’univers est devenu transparent ; il n’y a pas de mur spécial à sa limite. Nous voyons différentes parties de cette lumière ancienne parce qu’elle a parcouru des distances différentes jusqu’à nous.
Ce que ses minuscules motifs nous apprennent
Des missions spatiales cartographient de minuscules différences de température dans le fond, bien inférieures à une partie pour mille. Ces motifs ne sont pas des images d’étoiles : ce sont des régions un peu plus ou moins denses du jeune univers. Plus tard, la gravité a fait grandir les régions denses jusqu’à former des galaxies et des amas. Comparer la carte à des modèles aide à estimer l’âge, le contenu et la structure initiale de l’univers.
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