Planck : l’univers a 13.82 milliards d’années ! [en]

Les analyses des observations du télescope spatial Planck de l’Agence Spatiale Européenne ont délivré jeudi dernier la carte la plus détaillée du rayonnement du fond cosmologique diffus – le rayonnement fossile du Big Bang. Cette carte met en évidence des caractéristiques cosmiques remarquables qui bousculent les connaissances actuelles sur l’Univers.
Cette image est basée sur les données des 15 premiers mois de fonctionnement de Planck. C’est la première image de cette mission qui montre l’intégralité de la plus ancienne émission de lumière de l’Univers alors qu’il n’avait que 380 000 ans.
L’Univers était alors rempli d’un magma brûlant de protons, d’électrons et de photons s’entremêlant à quelque 2700ºC. L’interaction entre protons et électrons a donné naissance aux atomes d’hydrogène qui ont ensuite libéré la lumière. Ce rayonnement a ensuite été dilué et refroidi par l’expansion de l’Univers, il se situe aujourd’hui dans l’hyperfréquence (entre l’infrarouge et les ondes radio) et atteint une température très basse de 2,728 K (soit -270,424 °C).




Une précision inégalée des fluctuations cosmiques


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Fonds Diffus Cosmique capté par le télescope Planck
Les fluctuations du Fonds Diffus Cosmologique (FDC) ont été observées par Planck. Le FDC est une photographie de la première lumière à avoir baigné l’univers quand il n’avait alors que 380 000 ans. Il montre de très légères fluctuations de température qui correspondent à de faibles différences de densités, représentant les germes des étoiles et des galaxies que nous connaissons aujourd’hui.
ESA avec la collaboration de Planck

Ce rayonnement du fond diffus cosmologique – FDC – présente d’infimes fluctuations de température qui correspondent à des régions de densité légèrement différente à l’origine et portent en elles le germe de toutes les étoiles et galaxies que nous connaissons aujourd’hui. Selon le modèle cosmologique standard, ces fluctuations se sont produites immédiatement après le Big Bang et ont été étirées sur de grandes échelles cosmologiques au cours d’une brève période d’expansion accélérée appelée « inflation ».
Planck a été conçu pour cartographier ces fluctuations sur l’intégralité du ciel avec une résolution et une sensibilité encore jamais atteintes. En analysant la nature et la répartition des germes de structures sur l’image du FDC obtenue grâce à Planck, nous pouvons déterminer la composition et l’évolution de l’Univers de sa naissance jusqu’à aujourd’hui.
De façon générale, les informations extraites de la nouvelle carte de Planck confirment de façon éclatante et avec une précision encore inégalée le modèle cosmologique standard et constitueront une nouvelle référence pour notre inventaire du contenu de l’Univers.




Une percée historique pour des répercussions futures


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Cartes des “Anomalies” identifiées par Planck
En comparant les meilleures représentations de ces dernières années du modèle standard cosmologique avec la dernière observation de haute précision de Planck, les astronomes sont parvenus à révéler que les fluctuations à grande échelle du Fonds Diffus Cosmologique ne sont pas aussi grandes que prévues. La carte d’anomalies est le résultat de la comparaison des derniers résultats de Planck avec le modèle standard communément admis jusqu’alors.
ESA avec la collaboration de Planck

Mais la carte de Planck est si précise qu’elle fait également apparaître certaines caractéristiques énigmatiques qui ne pourront être expliquées que par de nouvelles avancées théoriques.
“La qualité extraordinaire du tableau de l’Univers juvénile que nous brosse Planck nous permet de mettre à nu jusqu’à ses fondements sous les différentes strates du temps et met en évidence que notre représentation du cosmos est loin d’être complète. Et c’est l’industrie européenne qui a rendu ces découvertes possibles en développant à cet effet des technologies sans équivalent,” déclare Jean-Jacques Dordain, centralien de Paris qui a fait ses armes à l’agence aérospatiale française (ONERA) avant de devenir Directeur général de l’ESA.
“Depuis la diffusion en 2010 du premier relevé de l’ensemble du ciel acquis par Planck, nous avons soigneusement extrait et analysé toutes les émissions lumineuses d’avant-plan qui se situent entre nous et la lumière originelle émise par l’Univers, ce qui nous a permis de faire apparaître le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence avec une précision encore jamais atteinte,” ajoute George Efstathiou de l’Université de Cambridge (Royaume-Uni).
L’une des constatations les plus surprenantes est que sur de grandes échelles angulaires, les fluctuations des températures du FDC ne correspondent pas à celles que prévoit le modèle standard – leur signal n’est pas aussi fort que le laisserait prévoir la structure à plus petite échelle que Planck a mise en évidence.




Un modèle plus précis de l’univers



Les astronomes ont déduit la composition de l’Univers a partir des études du FDC et d’autres mesures. En précisant les données existantes jusqu’alors et Planck révèle que l’univers est composé à 4.9% de matière ordinaire, 26.8% de mystérieuse matière noire que l’on ne connaît qu’à travers sa force de gravité, et 68.3% d’étrange énergie noire à l’origine de l’expansion universelle. Planck évalue avec exactitude l’âge de l’univers à 13.82 milliards d’années soit 100 millions d’années plus jeune que ce l’on croyait !


Article posté le 22 mars 2013

Dernière modification : 21/07/2016

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