La plus vieille photo du monde

La plus vieille photo du monde, c’est celle prise par un satellite et qui nous montre l’état de l’Univers à ses débuts. Cette photo a été rendue publique en mars dernier par des astrophysiciens européens. Cette photo, qui demande quelques explications, est reproduite en illustration de cet article.

Le satellite Plank

Cette photo a été prise par le satellite européen Plank, qui porte le nom du physicien allemand Max Plank (1958-1947), prix Nobel de physique, un des fondateurs de la mécanique quantique (mécanique des particules élémentaires). Il a été lancé de la base de Kourou, en Guyane française, le 14 mai 2009, pour gagner une altitude de 1,5 million de kilomètres, à un point (Lagrange L2) particulièrement bien adapté pour observer le cosmos.

Ce satellite de 1,8 tonne est équipé d’instruments extrêmement perfectionnés, un télescope et deux appareils scientifiques HIFL et LFI (High and Low Frequency Instrument), conçus spécifiquement pour la mission qui est la sienne. Cette mission complexe consistait à nous révéler à quoi ressemblait l’Univers à ses tout débuts.

Deux satellites de la NASA, COBE (Cosmic Background Explorer), lancé en novembre 1980, et WMAP en 2001, ont déjà apporté une première réponse. Stimulés par ces résultats, les cosmologues, qui s’intéressent à la structure et l’évolution du cosmos, veulent en savoir davantage, d’où le projet Plank.

Le rayonnement fossile

Ce projet a pour objectif de mesurer avec la plus grande précision possible un rayonnement très particulier qui se trouve toujours dans l’Univers, le rayonnement fossile. Comme son nom l’indique, il s’agit du rayonnement le plus ancien émis dans l’Univers. On le connaît aussi sous le nom de «fonds diffus cosmologique» et ce rayonnement date de l’époque du Big Bang l’explosion gigantesque qui serait à l’origine de l’ Univers et de son expansion, survenue il y a 13,82 milliards d’années.

L’étude devrait permettre aux astrophysiciens de répondre à de nombreuses questions au sujet de l’existence de l’Univers, de son expansion, de la formation des premières étoiles et des premières galaxies, des formes de matières et d’énergie qui emplissent l’Univers, de l’avenir de celui-ci, par exemple.

La saisie du rayonnement

À partir d’août 2009 et jusqu’en janvier 2010, pendant 29 mois, le satellite Planck a balayé, en tournant sur lui-même, le fond du ciel dans toutes les directions et selon neuf longueurs d’onde différentes. Il a ainsi effectué 1 000 milliards de mesures. 500 milliards d’entre elles ont été analysées et interprétées.

Ce rayonnement, qualifié également de rayonnement primordial, date de 380 000 ans après le Big Bang et il donne une image de ce qu’était l’Univers quasiment à ses origines. Par comparaison avec le langage de la vie humaine, on parlerait d’un bébé. À l’échelle astronomique, cette période correspond à une extrême jeunesse.

La photo

Les spécialistes de cette recherche ont combiné les mesures de neufs longueurs d’onde pour construite la photo qui représente l’état de l’Univers dans sa prime jeunesse. Les couleurs sont artificielles mais elles traduisent la réalité des composantes de l’Univers d’alors, avec ses éléments et leurs variations.

En effet, les bolomètres (instruments de mesure) de Plank traduisent l’intensité d’un rayonnement électromagnétique en température. Ces appareils d’une précision extrême peuvent détecter des variations d’intensité correspondant à des écarts de température de l’ordre du dix-millionième de degré (0,000001°), autrement dit des informations de grande précision sur le jeune Univers.

Ce sont ces infimes variations de température, appelées «anisotropies», qui sont visibles sous forme de taches de couleur dans l’image synthétique du fond du ciel livrée par Plank. Le non-spécialiste y voit un tableau, une constellation de grumeaux. Les astrophysiciens et les cosmologues voient dans ces tout premiers éléments de l’Univers l’origine de tout ce qui existe, galaxies, étoiles, planètes, être vivants.

Une histoire

«La plus grande découverte récente, du siècle dernier, est que l’Univers a une histoire. Contrairement à ce que l’on a pensé durant des milliers d’années, l’Univers n’a pas toujours existé. Est-ce qu’il existera pour toujours ? On n’en sait rien. Mais nous savons maintenant qu’il se passe quelque chose, une histoire que nous nommons théorie du Big Bang», de dire l’astrophysicien canadien Hubert Reeves.

Une histoire dont Plank nous donne une image en ayant capté la lumière émise il y a 13,8 milliards d’ann.es et qui a voyagé dans l’espace et dans le temps pour être finalement captée par le satellite.

Et cette histoire, ajoute H. Reeves, «c’est celle d’un Univers qui est né très chaud, très dense, très lumineux. Puis il s’est développé, s’est complexifié et s’est refroidi. Il continue d’ailleurs à le faire. Dans cet Univers en évolution sont apparues des structures organisées que sont les étoiles, les galaxies, les atomes, les molécules, les êtres vivants et enfin, chacun d’entre nous. C’est donc aussi notre histoire car nous sommes le résultat de ces milliards d’années de réactions chimiques et physiques.» (Lalibre.be, 06/04/2013)