Le rayonnement fossile

 

L’Univers après le Big Bang est très chaud, très dense. Il est rempli d’un plasma de protons et d’électrons. Ces protons et électrons sont en constante interaction via des photons. Il faut imaginer une sorte de soupe, la soupe primordiale, avec ces protons et électrons qui se tapent dessus, et qui échangent des photons entre eux qui sont dans la mélasse de ce plasma. Un proton et un électron se rencontrent. Ils forment un atome d’hydrogène et émettent un photon. Ce photon ne va pas bien loin. Il va retaper sur un atome d’hydrogène qui vient juste de se créer, et va le réioniser en proton et en électron. Les photons sont piégés dans le plasma. L’Univers est complètement opaque. Et c’est ce qui se passe pendant 380 000 ans.

Pendant ce temps-là, notre Univers s’étend, et au fur à mesure, se refroidit. Il arrive un moment, où sa température atteint 3000 Kelvin. Ces photons n’ont plus assez d’énergie pour aller ioniser les atomes d’hydrogène, qui se forment continuellement. Cet événement que l’on appelle la recombinaison, se passe de façon assez brusque : au moment où l’Univers est assez étendu et assez froid, on passe brutalement d’un moment où l’Univers était rempli de plasma opaque, à un autre où les photons sont émis dans toutes les directions (quasiment au même moment).

Nous, lorsque nous essayons de voir ces photons, nous n’en voyons qu’une surface dans le ciel. Ce que l’on voit, c’est ce qui s’est passé lors de la dernière diffusion, partout autour de nous dans le ciel, dans toutes les directions où l’on regarde. Nous voyons partout dans le ciel autour de nous, cet événement de recombinaison.

Filament de soleil
Filament de soleil

Ce qu’on voit, c’est quelque chose que vous connaissez déjà : ce qui se passe dans le Soleil, c’est un petit peu la même chose : le centre du soleil est un plasma. On ne voit pas à l’intérieur du soleil, mais on voit uniquement la photosphère, c’est-à-dire l’endroit où pour la dernière fois les photons ont interagi dans le soleil et se sont retrouvés libres et émis dans notre direction.