Le voile se lève sur l'origine de l'univers. La théorie du big-bang vient de trouver une nouvelle et solide confirmation. La démonstration tient en une histoire de température. Trois astrophysiciens sont parvenus à prouver que, dans son passé, l'univers était plus chaud qu'aujourd'hui. C'est simple, mais c'est une première dans le monde de l'astrophysique. Leur observation vient renforcer l'idée que l'univers est né d'une explosion suivie d'une phase d'expansion, au cours de laquelle il n'a cessé de se refroidir. La théorie le prédisait. Personne n'avait pu jusqu'alors le vérifier. Patrick Petitjean, de l'Institut d'Astrophysique de Paris (CNRS), Raghunathan Srianand, du Centre d'astronomie et d'astrophysique de Pune (Inde), et Cédric Ledoux, de l'Observatoire européen austral, signent ce tour de force dans la revue Nature parue cette semaine. «La température que nous avons mesurée est celle du fond diffus cosmologique, il y a douze milliards d'années», explique Patrick Petitjean. Selon la théorie du big-bang, ce fond diffus cosmologique est le rayonnement émis 500 000 ans après la création de l'univers. Il a été observé pour la première fois en 1964 par les ingénieurs américains Penzias et Wilson. La mission spatiale Cobe (Cosmic Background Explorer), en 1994, a permis de déterminer très précisément sa température actuelle: 2,726° K (1). «Or notre expérience a démontré que, il y a douze milliards d'années, la température de ce rayonnement était de 9,5° K (2). Cette mesure correspond exactement à ce que prédisait la théorie du big-bang, à quelques incertitudes près», rapporte l'astrophysicien. Et confirme bien que l'univers se refroidit. Patrick Petitjean et ses collègues ont réalisé cette découverte au Chili, sur le mont Paranal, avec le télescope Kuyen. Cet instrument de huit mètres de long est l'un des quatre nouveaux télescopes du VLT (Very Large Telescope) européen. Tout a commencé le 1er avril 2000, lors de la première nuit d'observation avec l'appareil. Le chercheur décide de pointer l'objectif vers un quasar, un objet extrêmement lumineux que l'on détecte même s'il est situé aux confins de l'univers. Son nom est barbare: PKS1232 + 0815. L'intérêt de cet astre est qu'«il émet une lumière intense qui, pour nous parvenir, parcourt une bonne partie de l'univers. En chemin, elle traverse des halos, des disques de galaxies et même des nuages solitaires peuplant le vide intergalactique». Or ces obstacles absorbent une partie de la lumière de l'astre. C'est en étudiant le spectre du quasar que l'on peut détecter leur présence et déterminer leurs propriétés physiques. «Une chance: à douze milliards d'années-lumière, nous sommes tombés sur un nuage de gaz extrêmement intéressant interposé par hasard entre nous et le quasar.» Dans ce nuage se trouvent des atomes de carbone et des molécules d'hydrogène en abondance. Des atomes qui s'agitent sous l'effet des photons du fond diffus cosmologique dans lequel ils baignent. «Il suffit de mesurer l'excitation des atomes pour déterminer la température du fond diffus cosmologique.» Et donc connaître la température ambiante de l'Univers, il y a douze milliards d'années. Plusieurs équipes américaines avaient bien essayé de mener à bien cette expérience. En vain. La recette du succès selon Patrick Petitjean? «La supériorité du nouvel instrument européen sur son concurrent américain. Et quelques petites astuces de la part de notre équipe...», qui leur ont permis de soulever un peu plus le voile qui couvre le mystère de l'Univers. John Bahcall, de l'Université de Princeton (Etats-Unis), ne masque pas son admiration dans un commentaire publié dans la même édition de la revue Nature. Il souligne qu'une température mesurée à un niveau inférieur à la prédiction aurait mis le modèle du big-bang par terre. Il laisse pourtant percer une pointe d'amertume: «Cela aurait été plus excitant si la théorie avait échoué, nous contraignant à proposer un nouveau modèle d'évolution de l'univers.».
Libération :
http://www.liberation.com/quotidien/semaine/20001222venzd.html
