Diapositive 2 : prédictions scientifiques Suite aux avancées en mécanique quantique et en relativité du début du siècle, les théories progressent lentement dans la compréhension de l’univers. Jusqu’au début des années 1950, une bonne partie de la communauté scientifique penche pour l’existence d’un rayonnement d’origine thermique à des longueurs d’onde hors du micro-onde, mais les avancées de George Gamow concernant la nucléosynthèse primordiale et la recombinaison finissent par se répandre. Celui-ci prédit pour la première fois le Cosmic Microwave Background, ou CMB, à environ 30K, en prenant un âge de l’univers de trois milliards d’années. Il révisera sa prédiction plusieurs fois au cours des années 1950 pour s’approcher des 2.7K de la réalité. Diapositive 3 : la nucléosynthèse primordiale La théorie du Big-Bang prévoit que l’univers soit de plus en plus chaud au fur et à mesure que l’on recule dans le temps. Aux premiers instants de celui-ci, la température est telle que les particules sont sous la forme d’un plasma, imperméable aux radiations de par la densité d’électrons présente. Ce plasma est à l’équilibre thermique, mais refroidit rapidement à cause de l’expansion de l’univers. Environ 380 000 ans après le Big-Bang, la recombinaison à lieu : la température est suffisamment basse pour que les électrons et les noyaux se lient, formant des atomes pour la première fois. La grande majorité de la matière devient alors neutre, et il y a très peu d’électrons libres pour perturber la propagation des photons. Le rayonnement émis à ce moment, qui a perdu la quasi-totalité de son énergie à cause du redshift et apparaît donc comme ayant refroidi, est le rayonnement fossile. Diapositive 4 : le Holmdel Horn Antenna Le Homdel Horn Antenna est une antenne cornet de 6m² construite en 1959 pour le projet Echo, la première expérience de de satellites de communications passifs, organisée par la Nasa. En 1964, Arno Penzias et Robert Wilson sont chargés de filtrer les données récupérées par l’appareil pour analyser les signaux reçus des ballons satellites de la mission Echo. Pour mesurer ces rayonnements de très faible intensité, ils doivent éliminer le maximum d’interférences. Ils arrivent à séparer les effets de diffusion et à réduire celles dues à la chaleur du receveur en le refroidissant avec de l’Hélium liquide à -269 °C. Ils analysent alors leurs données et trouvent un bruit continu, près de 100 fois plus important que le bruit de fond résiduel qu’ils pensaient obtenir. Ils réalisent rapidement que ce signal à 7.35 cm ne peut venir ni de la Terre, ni du Soleil, ni de notre Galaxie. Ils se mettent rapidement en relation avec une équipe de scientifique qui prévoyait de tenter de détecter le CMB selon les prédictions des théoriciens, et l’ampleur de leur découverte leur apparaît. Diapositive 5 : Après la découverte La théorie de Gamow est donc validée, et Penzias et Wilson obtiennent une partie du Prix Nobel de Physique de 1978. Bien évidemment, depuis lors, les scientifiques se sont démenés pour obtenir des mesures de plus en plus précises, en envoyant différents satellites, parmi lesquels on compte COBE, WMAP et plus récemment Plank. Les progrès de la technologie permettent aux chercheurs de se concentrer désormais sur les fluctuations du spectre de ce rayonnement par rapport à celui qu’aurait un corps noir parfait. En effet, mesure les fluctuations et la polarisation du rayonnement permet de restreindre les théories de l’inflation et de nombreux modèles sur la présence de matière noire. La recherche dans ce domaine n’est pas prête de s’arrêter. Maxime PARRA Support de présentation AA1-4 Histoire de l’astronomie