Bonjour à tous
La nouvelle a fait la une de tous les journaux , , malgré tout je vous transmets un des nombreux articles
PREMIÈRE DÉTECTION DES ONDES GRAVITATIONNELLES DU BIG BANG
Les fluctuations du rayonnement cosmologique
La nouvelle vient du froid et ouvre un nouveau chapître de la physique, de la cosmologie et de notre vision de l'Univers. Un radiotélescope a réussi à pêcher dans un rayonnement émis 380.000 ans après le Big bang, la trace de tremblements de l'Espace-Temps qui ont secoué l'Univers où nous vivons - l'Univers observable - durant la première seconde après le Big Bang.
C'est une équipe internationale, surtout américaine de Harvard, Caltech, Stanford, etc, et canadienne, dirigée par John Kovac mais elle comporte aussi deux chercheurs français (Lionel Duband du CEA, CEA Grenoble et Denis Barkats de l'Observatoire européen austral), qui vient de faire cette annonce spectaculaire dans Nature news, lors d'une conférence qui a saturé les réseaux des laboratoires d'astrophysique du monde entier. L'instrument de cette détection est un radiotélescope installé au Pôle Sud, en Antarctique, nommé BICEP-2, une amélioration de son prédécesseur BICEP, mis en service en novembre 2009.
BICEP-2 A ÉTUDIÉ 1% DU CIEL
Pour Cécile Renaut (Cnrs, LPSC Grenoble), «c'est un résultat magnifique, majeur pour la cosmologie. La mesure est très belle». Pour satisfaire les canons de la physique expérimentale, «il faudra la confirmer par une autre expérience, pour une validation». Une confirmation qui pourrait provenir de l'analyse des observations du télescope spatiale europén Planck. Son équipe a promis de publier à l'automne prochain une analyse du même phénomène mais mesuré sur l'ensemble du ciel. Alors que BICEP-2 a étudié environ 1% du ciel.
Pour Jean-Loup Puget (Cnrs, IAS Orsay), le patron scientifique de Planck, il faut opérer un ultime nettoyage des observations de BICEP-2. Elles sont en effet polluées par l'émission des poussières de la Galaxie, notre Voie Lactée. Même si BICEP-2 a été implanté en Antarctique - un endroit où tout coûte beaucoup plus cher - justement pour viser le pôle sud de la Galaxie, c'est à dire une direction où il y a beaucoup moins d'étoiles, de gaz et surtout de poussières que si l'on vise plus haut vers son équateur. Pourquoi la poussière ? Parce que cette dernière est retorse et produit un signal dans les micro-ondes, à la longueur d'onde du rayonnement cosmologique (ou fossile), similaire à celui des ondes gravitationnelles qui ont secoué l'Univers lors de la phase d'inflation. Ce signal "d'avant-plan", m'explique Jean-Loup Puget doit donc être cartographié - à l'aide de la carte de la poussière elle même - et soustrait du signal total pour obtenir celui de l'Univers primordial. L'équipe de BICEP-2 estime qu'elle est parvenue à contourner ce problème, notamment en utilisant les données du télescopes Planck sur les poussières, déjà publiées. Pour sa part, Puget estime que si BICEP produit «une indication forte» de détection des ondes gravitationnelles, la confiance des physiciens dans leur résultat «est un peu exagérée». En tous cas, lorsque l'équipe de Planck publiera sa carte de la polarisation du rayonnement cosmologique la question sera définitivement tranchée.
EINSTEIN AVAIT RAISON
Si le résultat est confirmé - - les conséquences en sont multiples et de grande envergure.
Einstein avait raison, dit cette observation: les ondes gravitationnelles prédites par la théories de la Relativité générale en 1915 existent. Certes, souligne Cécile Renaut, aucun physicien ne doutait vraiment de l'existence des ondes gravitationnelles, dont l'étude des couples de trous noirs ou d'étoiles à neutrons avait déjà donné une observation indirecte. Toutefois, en physique, la détection directe d'un phénomène prédit par une théorie est la voie royale vers la nature. Avec cette observation, si elle est confirmée, la physique sera plus proche du réel, ce qui existe indépendamment de l'observateur humain.
DES FLUCTUATIONS DE LA MÉTRIQUE
Mais plus encore: Alan Guth avait raison. C'est ce théoricien qui a proposé qu'à l'aube de l'Univers actuel et observable, une fraction de seconde (vers 10-30 seconde) après le Big Bang, une courte mais gigantesque phase d'inflation s'est déroulée. La taille de l'Univers croît alors énormément. Durant cette phase, des ondes gravitationnelles ont été émises. En langage de cosmologiste cela s'appelle, me dit Alain Blanchard (Toulouse) «des fluctuations de la métrique». En langage moins hermétique, on pourrait nommer cela des tremblements de l'Espace-temps.
Ces tremblements génèrent des ondes dans l'Espace, analogues à celles provoquées par un pavé tombant dans une mare. Du coup, la matière —ordinaire et noire, dont la nature est encore inconnue mais qui serait cinq fois plus abondante que la matière ordinaire— est agitée par deux types de mouvements dans cet univers primordial. Ceux provoqués par sa propre attraction sur elle-même, ce qui l'attire vers les régions de l'espace où des surdensités ont été générées par les fluctuations initiales. Mais aussi ceux qui proviennent du mouvement de l'espace-temps lui même, un peu comme une feuille flottant à la surface de la mare est agitée par le passage de l'onde. En langage plus technique, m'explique Puget, ces ondes sont provoquées par le couplage entre le champ responsable de l'inflation - un champ du même type que le champs de Higgs doté d'une pression négative - d'une part et d'autre part la gravitation et les interactions nucléaires (forte et faible) et électromagnétique qui sont unifiées à ce niveau d'énergie.
UN NOUVEL EXPOIT DE L'ESPRIT HUMAIN
Ce mouvement provoqué par les ondes gravitationnelles a imprimé une polarisation dans la lumière, qui a pu s'exprimer lorsque cette dernière a été libérée, 380.000 ans après le Big Bang, lors de la formation des atomes. Jusqu'alors, elle était comme engluée dans la soupe de protons et d'électrons qu'était le cosmos. La capture des électrons par les protons, permise par le refroidissement et la dilution de l'Univers a provoqué cette libération sous la forme du rayonnement cosmologique, étudié par Planck et BICEP-2.
Cette observation donne donc un crédit supplémentaire à la théorie de l'inflation. Elle en serait même «une détection directe» selon certains astrophysiciens. Mieux, elle va permettre de trier parmi les nombreuses théories à ce sujet et en tuer la plupart. L'étude des ondes gravitationnelles de l'inflation - soit avec la carte à venir de Planck soit dans le futur d'un autre télescope qui les observera avec plus de détecteurs - permettra de faire de la physique de cette époque fugace et primordiale de l'Univers. Là où des centaines de modèles sont possibles pour cette époque, l'étude des ondes gravitationnelles, de leur densité notamment, permettra d'en tuer la plupart.
Là aussi,c'est un processus qui permet de vérifier que la physique s'approche plus près de la nature qu'auparavant. Après la découverte du boson de Brout/Englert/Higgs, des paramètres essentiels de l'Univers par Planck, une confirmation de cette annonce sonnera comme un nouvel exploit de l'esprit humain, servi par une technologie astucieusement conçue et réalisée dans un des lieux les plus inhospitaliers de notre planète.
Astronomicalement
