Crédit d'image: NSF
Les astronomes de la National Science Foundation et de Caltech ont créé les images les plus détaillées jamais réalisées de la plus ancienne lumière émise par l'Univers. L'équipe a utilisé le Cosmic Background Imager, un ensemble de détecteurs micro-ondes sensibles dans le désert chilien, pour recueillir la lumière qui avait parcouru 14 milliards d'années pour atteindre la Terre; il nous montre l'Univers à seulement 300 000 ans, tout comme les graines de matière ont commencé à se former, devenant finalement des galaxies, des étoiles, des planètes et nous.
Les astronomes opérant à partir d'un plateau éloigné dans le désert chilien ont produit les images les plus détaillées jamais faites de la lumière la plus ancienne émise par l'univers, fournissant une confirmation indépendante des théories controversées sur l'origine de la matière et de l'énergie.
Repoussant les limites de la technologie disponible, le Cosmic Background Imager (CBI) financé par la National Science Foundation (NSF) et le California Institute of Technology (Caltech) a détecté de minuscules variations dans le fond cosmique des micro-ondes, le rayonnement qui a voyagé sur Terre pendant près de 14 milliards d'années. Une carte des fluctuations montre les premières graines provisoires de matière et d'énergie qui évolueront plus tard en grappes de centaines de galaxies.
Les mesures fournissent également des preuves indépendantes de la théorie de l'inflation longtemps débattue, qui affirme que l'univers a subi une expansion violente dans ses premiers micro-moments. Après environ 300 000 ans, il s'est suffisamment refroidi pour permettre aux graines de matière de se former et de devenir «transparentes», laissant passer la lumière. CBI a observé des restes de ce rayonnement précoce. Les données aident également les scientifiques à en savoir plus sur la force répulsive appelée «énergie noire» qui semble défier la gravité et forcer l'univers à accélérer à un rythme toujours croissant.
«Il s'agit de la recherche fondamentale à son meilleur et le plus passionnant», a déclaré la directrice de la NSF, Rita Colwell. «Chaque nouvelle image du premier univers affine notre modèle de la façon dont tout a commencé. Tout comme l’univers se développe et se propage, la connaissance de l’humanité de nos propres origines continue de s’élargir, grâce à l’expertise technique et à la persévérance patiente de scientifiques comme ceux-ci. »
"Nous avons vu, pour la première fois, les germes qui ont donné naissance à des amas de galaxies, plaçant ainsi les théories de la formation des galaxies sur une base d'observation solide", a déclaré le chef d'équipe Anthony Readhead de Caltech. «Ces observations uniques à haute résolution fournissent un nouvel ensemble de tests critiques de la cosmologie, et fournissent des preuves nouvelles et indépendantes que l'univers est plat et est dominé par la matière noire et l'énergie sombre.
Readhead, avec ses collègues de Caltech Steve Padin et Timothy Pearson et d'autres du Canada, du Chili et des États-Unis, a généré les meilleures mesures à ce jour du fond cosmique des micro-ondes. Le fond cosmique des micro-ondes (CMB) est un enregistrement des premiers photons qui se sont échappés de l'univers qui se refroidit rapidement et se coalescent environ 300000 ans après l'explosion cosmique connue sous le nom de Big Bang qui est communément soupçonnée d'avoir donné naissance à l'univers.
Les données du CBI sur les distributions de température dans le CMB soutiennent une modification de la théorie du Big Bang; cette modification est appelée théorie de l'inflation. L'inflation indique que le plasma chaud de l'univers initial a subi une expansion extrême et rapide dans ses 10 à 32 premières secondes. Les variations de température mesurées par le CBI sont aussi faibles que 10 millionièmes de degré.
En traçant les pics de distribution de température, les scientifiques ont montré que les données CBI précises sont entièrement cohérentes avec l'inflation et confirment les résultats antérieurs d'autres scientifiques. En avril 2000, une équipe internationale de cosmologistes dirigée par Andrew Lange de Caltech a annoncé la première preuve convaincante que l'univers est plat, c'est-à-dire que sa géométrie est telle que les lignes parallèles ne convergeront ni ne divergeront. L'équipe de Lange a observé à une fréquence différente de CBI, en utilisant un ballon à haute altitude survolé l'Antarctique.
Depuis lors, deux autres équipes - utilisant des méthodes indépendantes - ont révélé leurs analyses des très faibles variations de température entre les micro-ondes cosmiques. Les quatre instruments ont effectué des mesures précises de paramètres que les cosmologistes utilisent depuis longtemps pour décrire le premier univers. Chaque ensemble de données a offert de nouveaux indices sur la forme du plasma embryonnaire et a rapproché les scientifiques des réponses définitives. NSF soutient le travail des quatre équipes et de leurs instruments, dont certains depuis plus de 15 ans.
Cinq articles sur les données CBI ont été soumis aujourd'hui à l'Astrophysical Journal pour publication.
Le CBI se compose de 13 interféromètres montés sur une plate-forme de 6 mètres de diamètre, fonctionnant à des fréquences de 26 GHz à 36 GHz. Situé dans le désert le plus sec du monde - l'Atacama - CBI profite de la faible humidité à une altitude de 5 080 mètres (16 700 pieds). La NSF soutient la recherche du CBI depuis 1995. Le Conseil national des sciences et de la technologie du Chili a fourni le site du CBI.
Source d'origine: communiqué de presse NSF
