Le satellite Planck commence à dévoiler les origines de l’Univers

Les résultats du satellite européen Planck vont être dévoilés dans les jours qui viennent. C’est la dernière étape d’une quête qui dure depuis vingt-cinq ans. La recherche des origines de l’Univers, qui forme tout un domaine de la physique appelé Cosmologie, a mobilisé des générations d’engins spatiaux : le satellite COBE (1989), les ballons-sonde BOOMERanG (1997) et Archeops (2001), la sonde WMAP (2001) et plus récemment le télescope Bicep2 (mis en oeuvre en 2010). Le satellite Planck (lancé en 2009), qui embarque un télescope spatial, est le plus précis d’entre eux.

Tous ont été braqués sur le ciel, à la recherche d’indices provenant d’un moment clé de l’histoire de l’Univers, environ 380 000 ans après le big bang, ce moment où l’Univers s’est refroidi à moins de 3000 degrés. Il est alors devenu transparent : le bouillon opaque de particules qui le formaient s’est un peu calmé, les premiers atomes se sont formés, et les photons (particules de lumière) ont été libérés dans toutes les directions.

Ces photons flottent encore dans l’Univers tout entier, formant ce qu’on appelle le rayonnement cosmologique « fossile », des ondes qui recèlent des informations fondamentales sur l’état de la matière à son origine. Pour les capter, il faut cependant des instruments ultrasensibles.

Le satellite Planck, de l’Agence spatiale européenne (ESA), est l’outil le plus performant jamais conçu pour cette tâche. Lancé en 2009 par une fusée Ariane, il a passé quatre ans à recueillir des données sur le fonds cosmologique. Il avait livré en 2013 une première carte du rayonnement de fond de l’Univers, permettant de donner un âge précis à notre cosmos : 13 milliards et 819 millions d’années.

Planck pourrait dissiper les doutes des astrophysiciens

Mais on en attend beaucoup plus de lui. Des éclairages sur les neutrinos, sur la matière noire, sur la composition de l’Univers… Et plus que tout, qu’il dissipe les doutes sur une question qui a agité les astrophysiciens en 2014 : les ondes gravitationnelles primordiales. Un tollé s’était déclenché en mars dernier, lorsque les chercheurs travaillant sur le télescope terrestre Bicep2 avaient annoncé avoir vu pour la première fois ces ondes et à travers elles l’état du cosmos une fraction de seconde (10 puissance -38 seconde) après le big bang.

Or, quelques semaines plus tard, on a appris que cette observation pourrait être une fausse alerte : une partie au moins du signal capté par Bicep2 provient non pas du big bang… mais de poussières de notre galaxie ! Planck sera-t-il assez performant pour écarter le signal de ces poussières et mesurer le vrai signal émis par les ondes gravitationnelles ? Et, graal des graal, pourra-t-il donner quelques indices – si minimes soient-ils – sur « l’avant-big bang », comme nous le suggérions à la Une de Science&Vie en mars 2012 ?

Depuis l’an dernier, un escadron de physiciens répartis sur toute l’Europe analyse les données recueillies par les instruments de Planck. Les résultats seront dévoilés durant tout le mois de décembre. Science &Vie les décryptera pour vous dans ses numéros à venir.