Une nouvelle image détaillée de l'univers infantile, où le rouge indique les points chauds et le bleu pour les zones plus fraîches. Crédit d'image: NASA / WMAP Cliquez pour agrandir
Les scientifiques ont rassemblé de nouvelles preuves qui soutiennent la théorie inflationniste de l'expansion grâce aux nouvelles données de la sonde d'anisotropie à micro-ondes de la NASA (WMAP). Le vaisseau spatial a fait des observations continues du rayonnement de fond cosmique; la rémanence du Big Bang. Ces dernières observations ont produit une carte du ciel si détaillée que les scientifiques ont pu retracer comment les fluctuations microscopiques de l'Univers primordial ont été amplifiées en un trillionième de seconde d'expansion rapide pour créer les étoiles et les galaxies que nous voyons aujourd'hui.
Les scientifiques qui regardent la plus ancienne lumière de l'univers ont de nouvelles preuves pour soutenir le concept d'inflation. Le concept pose l'univers élargi plusieurs trillions de fois sa taille en moins d'un trillionième de seconde au début du big bang.
Cette découverte, réalisée avec la sonde d'anisotropie hyperfréquence Wilkinson (WMAP) de la NASA, est basée sur trois années d'observations continues du fond cosmique micro-ondes (CMB), la lumière rémanente produite lorsque l'univers avait moins d'un million d'années.
Les données de polarisation WMAP permettent aux scientifiques de faire la distinction entre des modèles d'inflation concurrents pour la première fois. Il s'agit d'un jalon dans la cosmologie. «Nous pouvons désormais distinguer différentes versions de ce qui s'est passé au cours du premier trillionième de seconde de l'univers», a déclaré Charles Bennett, chercheur principal du WMAP, de l'Université Johns Hopkins de Baltimore. «Plus WMAP observe longtemps, plus il révèle comment notre univers est passé des fluctuations microscopiques quantiques aux vastes étendues d'étoiles et de galaxies que nous voyons aujourd'hui.»
Les résultats précédents de WMAP se sont concentrés sur les variations de température de cette lumière, qui ont fourni un âge précis de l'univers et un aperçu de sa géométrie et de sa composition. Les nouvelles observations WMAP donnent non seulement une carte de température plus détaillée, mais aussi la première carte plein ciel de la polarisation du CMB. Cette percée majeure permettra aux scientifiques d'obtenir un aperçu beaucoup plus approfondi de ce qui s'est passé au cours du premier billionième de seconde de l'univers. Les résultats du WMAP ont été soumis au journal astrophysique et sont publiés sur
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
La physique du Big Bang décrit comment la matière et l'énergie se sont développées au cours des 13,7 milliards d'années écoulées. L'observation par WMAP de la couverture de rayonnement micro-ondes frais qui imprègne l'univers montre des motifs qui marquent les germes de ce qui est devenu des étoiles et des galaxies. Les motifs sont de minuscules différences de température dans cette lumière extraordinairement uniforme. WMAP discerne les fluctuations de température à des niveaux plus fins qu'un millionième de degré.
WMAP peut résoudre les caractéristiques du fond micro-ondes cosmique en fonction de la polarisation ou de la façon dont la lumière est modifiée par l'environnement à travers lequel elle passe. Par exemple, la lumière du soleil réfléchie par un objet brillant est polarisée. La comparaison de la luminosité de grandes fonctionnalités à des fonctionnalités compactes en arrière-plan micro-ondes ou à une lumière rémanente permet de raconter l'histoire de l'univers du nourrisson. Une prédiction de longue date était que la luminosité serait la même pour les fonctionnalités de toutes tailles. En revanche, les versions les plus simples de l'inflation prédisent que la luminosité relative diminue à mesure que les fonctionnalités deviennent petites, une tendance observée dans les nouvelles données.
«Il s'agit d'un tout nouveau territoire», a déclaré Lyman Page, membre de l'équipe WMAP de l'Université de Princeton à Princeton, dans le New Jersey. «Les données de polarisation deviendront plus fortes à mesure que WMAP continuera d'observer l'arrière-plan des micro-ondes. Les nouveaux résultats du WMAP renforcent l’urgence de rechercher le signe de l’onde gravitationnelle de l’inflation. Si des ondes gravitationnelles sont observées dans de futures mesures, ce serait une preuve solide de l'inflation. »
Avec une carte de température plus riche et la nouvelle carte de polarisation, les données WMAP favorisent les versions les plus simples de l'inflation. De manière générale, l'inflation suppose qu'au début du big bang, les fluctuations quantiques - des éclats d'énergie de courte durée au niveau subatomique - ont été converties par l'expansion rapide de l'inflation en fluctuations de la matière qui ont finalement permis aux étoiles et aux galaxies de se former. Les versions les plus simples de l'inflation prédisent que les fluctuations les plus importantes seront également les plus fortes. Les nouveaux résultats de WMAP favorisent cette signature.
La théorie de l'inflation prédit que ces mêmes fluctuations ont également produit des ondes gravitationnelles primordiales dont la distorsion de l'espace-temps laisse une signature dans la polarisation CMB. Ce sera un objectif important des futures mesures de CMB qui, si elles sont trouvées, fourniraient une confirmation étonnante de l'inflation.
«L'inflation était un concept étonnant lorsqu'elle a été proposée pour la première fois il y a 25 ans, et nous pouvons désormais la soutenir avec des données réelles», a déclaré Gary Hinshaw, membre de l'équipe WMAP du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland.
WMAP, un partenariat entre Goddard et Princeton, a été lancé le 30 juin 2001. L'équipe WMAP comprend des chercheurs dans les universités et instituts américains et canadiens. Pour des images et des informations sur le Web à propos de WMAP, visitez:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
