Rayonnement Fossile
Le rayonnement fossile, également connu sous le nom de fond diffus cosmologique (CMB, pour Cosmic Microwave Background en anglais), est une forme de rayonnement électromagnétique qui remonte aux premiers instants de l’univers. Il s’agit de la lumière la plus ancienne que nous puissions observer, émise environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque l’univers est devenu transparent pour la première fois.
– Origine : Le rayonnement fossile est le vestige de l’époque où l’univers était suffisamment chaud pour que les photons soient constamment absorbés et réémis par les particules de matière. À mesure que l’univers s’est étendu et refroidi, ces photons ont pu voyager librement, créant ce « fond » thermique observable aujourd’hui.
– Découverte : En 1965, les radioastronomes Arno Penzias et Robert Wilson ont découvert ce rayonnement par hasard en utilisant une antenne radio. Ils ont remarqué un bruit de fond isotrope (le même dans toutes les directions) qu’ils ne pouvaient expliquer par aucune source terrestre ou galactique connue. Leur découverte a été une confirmation cruciale du modèle du Big Bang et leur a valu le prix Nobel de physique en 1978.
– Caractéristiques : Le rayonnement fossile a une température très uniforme d’environ 2,725 kelvins, mais il présente de minuscules fluctuations de température (de l’ordre de quelques microkelvins). Ces fluctuations reflètent les variations de densité de l’univers primitif et sont à l’origine des structures à grande échelle de l’univers actuel (galaxies, amas de galaxies).
– Observation : Le rayonnement fossile a été étudié en détail par plusieurs missions spatiales, notamment le satellite COBE (Cosmic Background Explorer) dans les années 1990, qui a cartographié ses fluctuations de température avec une précision sans précédent. Plus récemment, les satellites WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) et Planck ont affiné ces mesures, fournissant des informations cruciales sur la composition et l’évolution de l’univers.
– Importance : L’étude du rayonnement fossile a permis de déterminer de nombreux paramètres cosmologiques importants, tels que l’âge de l’univers (environ 13,8 milliards d’années), la densité de matière, la densité d’énergie noire, et le taux d’expansion de l’univers. C’est l’un des piliers de la cosmologie moderne et continue de fournir des informations essentielles pour notre compréhension de l’univers.
Exemple : En 2013, les résultats de la mission Planck ont révélé des détails incroyablement précis sur la structure du rayonnement fossile, confirmant le modèle standard de la cosmologie avec une précision remarquable et fournissant des indices sur des phénomènes encore mal compris, comme l’inflation cosmique.
Anecdote : Avant la découverte de Penzias et Wilson, le rayonnement fossile avait déjà été prédit théoriquement par des physiciens comme George Gamow, Ralph Alpher et Robert Herman dans les années 1940. Cependant, leur prédiction est restée largement ignorée jusqu’à la découverte accidentelle de ce rayonnement par Penzias et Wilson deux décennies plus tard.