Les premiers milliers d'années de l'Univers se dévoilent peu à peu

On sait très peu de choses des premiers temps de l'Univers. Après le Big Bang, il était condensé en une sorte de bouillie chaude dont aucun photon, aucune particule de matière ne pouvait s'échapper. Il a ainsi fallu attendre 380.000 ans pour que l'Univers se refroidisse et laisse s'échapper ses premières lumières. Néanmoins, des chercheurs du laboratoire de Berkeley, en Californie, ont réussi à obtenir des indices concernant les tout premiers milliers d'années de l'Univers, de 100 à 300.000 ans seulement après le Big Bang.
Pour cela, les chercheurs ont analysé des données issues du satellite européen Planck et du satellite de la NASA WMAP. Ils leur ont apporté des informations sur le Fond Cosmologique Diffus (FDC, ou CMB pour Cosmologic Microwave Background), un rayonnement magnétique "fossile", présent dans tout l'Univers, résultant du Big Bang. Son étude permet de mieux comprendre le fonctionnement de l'Univers à ses débuts, ainsi que les mécanismes de son expansion.
"Il y a des indices indiquant que les radiations n'ont pas laissé si facilement que ça la place à la matière dans les premiers temps" explique Eric Linder, l'un des auteurs de l'étude publiée dans la revue Physical Review Letters. "Il semble qu'il y ait un excès de radiations qui ne soit pas dû aux photons du CMB". Après le Big Bang, l'Univers était tellement chaud que matière, photons et radiations étaient mélangés et ne pouvaient s'échapper.
Ce n'est qu'après 380.000 ans qu'il s'est suffisamment refroidi pour laisser diffuser lumière, matière et énergie. Le CMB représente ces tout premiers photons échappés du jeune Univers, encore observables aujourd'hui.
Linder et ses collègues de Berkeley sont parvenus à mesurer le CMB avec une plus grande résolution, moins de parasites et sur une surface de ciel plus grande. "Avec Planck et WMAP, nous repoussons vraiment les frontières et nous regardons encore plus loin dans l'histoire de l'Univers, dans des régions aux hautes énergies auxquelles nous n'avions pas accès.", explique le chercheur.
"Comme prévu, les photons reliques des suites du Big Bang ont été suivis par de la matière noire, mais nous avons noté une déviation des prédictions qui suggère la présence d'autres particules". Selon lui, ces particules seraient des neutrinos "sauvages", échappés de la soupe primitive. Aussi dans la liste des suspects, figure l'énergie noire, cette énergie invisible et anti-gravitationnelle qui accélère l'expansion de l'Univers.
Les chercheurs soupçonnent cette jeune énergie noire d'être à l'origine de l'expansion de l'Univers. Peu après le Big Bang, celle-ci devait être des millions de fois plus concentrée que maintenant. Si on venait à la mettre en évidence (son existence n'est toujours que théorique), elle pourrait non seulement aider à mieux comprendre l'expansion de l'Univers, mais aussi renforcer la théorie des cordes et d'autres concepts de la physique des hautes énergies.
"De nouvelles expériences pour mesurer la polarisation du CMB sont en cours, avec les télescopes POLARBEAR et SPTpol, qui nous emmènerons plus loin dans les principes de la physique", conclut Eric Linder.