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La première image de l’univers

Arno A. Penzias et Robert W. Wilson
  • Arno A. Penzias et Robert W. Wilson
  • Antenne de Holmdel
La première image de l’univers

Il y a 40 ans, les physiciens Arno A. Penzias et Robert W. Wilson recevaient le prix Nobel de physique pour avoir découvert le fond diffus cosmologique, la plus importante preuve de la théorie du Big Bang.

L’histoire débute en 1963 alors que Penzias et Wilson utilisent l’antenne de Holmdel au New Jersey pour étudier la Voie lactée. Rapidement, les deux astrophysiciens détectent un « bruit parasite » uniforme provenant de toutes les régions du ciel. Croyant à un mauvais fonctionnement de l’appareillage, ils vont vérifier toutes les composantes de l’antenne. Ils iront même jusqu’à nettoyer les déjections de pigeon qui s’y étaient déposées. Malgré leurs efforts, le « bruit parasite » demeure toujours présent.

C’est alors que Penzias et Wilson contactent des collègues de l’Université de Princeton pour avoir leur opinion sur ce mystérieux bruit de fond. L’astrophysicien John Peebles remarqua rapidement que nos expérimentateurs avaient détecté la plus vieille image de l’Univers, soit le fond diffus cosmologique.

Comment a été émis le fond diffus cosmologique ?

Le Big Bang s’est produit il y a 13,8 milliards d’années, lorsque l’Univers, infiniment dense et chaud, s’est dilaté de façon vertigineuse.

Dans les premiers instants de l’Univers, la densité de matière était si grande que le moindre photon de lumière émis était immédiatement réabsorbé. On dit que l’Univers était alors opaque, car aucun photon de cette période n’est observable. Après 380 000 ans, l’expansion a suffisamment dilaté l’Univers pour que les photons commencent à circuler librement, créant le fond diffus cosmologique que l’on peut observer aujourd’hui.

Une découverte d’importance

À compter des années 1940, des théoriciens avaient prédit qu’il serait possible d’observer cette lumière dans la gamme des micro-ondes. Après quelques tentatives infructueuses, Penzias et Wilson seront les premiers à réaliser l’exploit de détecter le fond diffus cosmologique.

En juillet 1965, ils publieront en un article dans la revue spécialisée Astrophysical Journal pour annoncer leur découverte. Peebles et ses collègues de Princeton écriront un second article expliquant la portée de la découverte.

L’observation du fond diffus cosmologique fit en sorte que la théorie du Big Bang, qui était encore très controversée, sera acceptée par la communauté des astronomes et s’imposera comme la meilleure théorie pour expliquer la naissance et l’évolution de l’Univers.

 

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