Africa-Press – Djibouti. Ce fouillis de taches rouges, bleues et jaunes constitue l’une des images les plus célèbres mais aussi les plus énigmatiques du cosmos. Son nom savant, le « fond diffus cosmologique », n’aide guère à la rendre plus lisible. Pourtant c’est assez simple: il s’agit ni plus ni moins que de la plus ancienne photo de l’Univers, capturée par le satellite européen Planck entre 2009 et 2013. Un record d’ancienneté qui ne sera jamais battu car auparavant, la lumière ne circulait pas dans l’Univers.
Le fond diffus montre en effet un instant bien précis de l’histoire du cosmos. Celui où, 380.000 ans après le Big Bang, il est devenu transparent. À l’époque, le gaz primordial s’est suffisamment refroidi pour que les électrons se lient aux protons, formant les premiers atomes.
Les taches rouges préfigurent les amas de galaxies à venir
Les photons, particules de lumière jusque-là piégées par d’incessantes collisions avec les électrons, se libèrent. Ils se propagent dans toutes les directions, donnant naissance à une aube jaune pâle baignant tout l’Univers. Sa température est alors de 2700 °C environ. Ce rayonnement s’est refroidi avec le temps et l’expansion de l’Univers. Aujourd’hui, 13,8 milliards d’années plus tard, il ne « brille » que dans le domaine des micro-ondes, à une température de -270 °C.
Cette température est une moyenne. Certains points sont plus chauds, d’autres plus froids. Cela explique la palette de couleurs de l’image, qui va du rouge au bleu. Les écarts sont minuscules – de l’ordre d’un dix-millième de degré – mais lourds de conséquences car ils ont dessiné la trame de l’Univers, les zones les plus chaudes traduisant les concentrations de matière les plus importantes. Les taches rouges préfigurent ainsi les amas de galaxies à venir.
La quantité de matière et d’énergie a pu être établie
En analysant la taille et la position des taches sur la carte et en les confrontant à des modèles numériques, les astrophysiciens ont pu en déduire la quantité de matière et d’énergie que contient l’Univers. Ils ont ainsi établi qu’il est composé à 5 % de matière ordinaire, 27 % de matière noire et 68 % d’énergie sombre. Ce fond diffus indique aussi que l’Univers est plat: si sa courbure était différente, les motifs observés seraient déformés.
Aujourd’hui, les chercheurs traquent dans cette lumière les traces d’ondes gravitationnelles primordiales, vestiges de l’inflation cosmique survenue juste après le Big Bang. Ce cliché vieux de 13,8 milliards d’années n’a pas livré tous ses secrets.
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