Le fond diffus cosmologique : première lumière de l’Univers

Pourquoi est-il essentiel d’étudier le fond diffus cosmologique ?

Le fond diffus cosmologique est le nom donné au rayonnement électromagnétique issu, selon le modèle standard de la cosmologie, de l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers par le passé, le Big Bang. Bien qu’issu d’une époque très chaude, ce rayonnement a été dilué et refroidi par l’expansion de l’Univers et possède désormais une température très basse de 2,726 K (-270,424 °C). Le domaine de longueur d’onde dans lequel il se situe est celui des micro-ondes, entre l’infrarouge et les ondes radio. Plus précisément, les longueurs d’onde et fréquence typiques du rayonnement sont respectivement 3 mm et 100 GHz.

Le fond diffus cosmologique est une conséquence des scénarios des théories de Big Bang et son existence a été prédite dans ce cadre-là. Sa prédiction remonte à la fin des années 1940, par Ralph Alpher, Robert Herman et George Gamow. Sa découverte, quelque peu fortuite, a été l’œuvre de deux chercheurs des laboratoires de Bell, Arno Allan Penzias et Robert Woodrow Wilson, en 1964. Tous deux ont été récompensés du Prix Nobel de physique en 1978.

En 2010, le fond diffus cosmologique est un sujet de recherche extrêmement actif du fait qu’il donne un aperçu de l’Univers tel qu’il était très peu de temps après le Big Bang (environ 380 000 ans plus tard). En particulier, ce rayonnement présente d’infimes variations de température et d’intensité selon la direction, qui permettent d’obtenir quantité d’informations sur l’Univers jeune et sur son contenu actuel. Ce faible rayonnement est aussi connu sous le nom de « rayonnement fossile » ou « rayonnement à 3 K » (en référence à sa température).

Interview Ciel & Espace : Matière noire, énergie sombre : le fond diffus cosmologique
Wikipedia

Fond Cosmologique photographié par Planck fin 2010
Fond diffus cosmologique photographié par WMAP en 2003