Le mur de Planck

Tout un chacun ne connaissant pas forcément ce monsieur Planck et encore moins son mur, ce petit rappel ne sera sans doute pas inutile.

Planck fut un éminent scientifique du siècle dernier qui eut le grand mérite de mettre en évidence des constantes universelles suite à ses travaux de mécanique quantique. Ainsi apparut le "temps de Planck", espace de temps inimaginablement petit (soit 10 à la puissance-43 exprimé en seconde) après le Big Bang, en-deçà duquel la physique moderne ne peut accéder car dans cet espace de temps les conditions initiales de température, pression, gravité sont telles qu'aucune loi de notre physique, fût-elle quantique, ne peuvent s'y appliquer, d'où le nom de "mur de Planck"  

L'astrophysique et la cosmologie au cours des deux dernières décennies ont connu un développement fantastique favorisé par l'évolution technologique des satellites et de leur matériel embarqué. Ces satellites cosmiques, véritables "astronomes mécaniques" permettent en effet de s'émanciper des perturbations terrestres (et en premier lieu de notre atmosphère) et de positionner dans des conditions de vide quasi-parfait des instruments de mesure de plus en plus précis et sophistiqués.

 Cette science nouvelle en est arrivée à sonder les confins les plus profonds de notre Univers et à nous faire découvrir dans les années 90, grâce au satellite COBE (Cosmic Background Explorer) 

                                               

puis par le satellite WMAP (environ 30 fois plus sensible que le précédent) dans les années 2000, les plus anciennes et les plus grandes structures de l'Univers datant de 380.000 ans après le Big Bang, c'est-à-dire presque rien par rapport aux 13.7 milliards d'années de l'Univers.                                   

                                               

Mieux encore le satellite de cosmologie Planck, lancé en mars 2009 a scanné pendant une année entière dans les hyperfréquences toute la voûte céleste, ce qui a abouti à la publication par l'ESA en juillet 2010 (Agence spatiale européenne) d'une extraordinaire photo - voir ci-dessous -  du rayonnement de fond cosmologique émis après le Big Bang

A noter que la zone centrale de la photo (la ligne rose et toutes les effervescences blanc-bleues qui l'entourent correspondent aux hyperfréquences émises par notre propre galaxie, la Voie lactée dont le diamètre n'est que d'une petite centaine de milliers d'années-lumière). Le rayonnement fossile, quant à lui, correspond aux parties inférieure et supérieure de la photo (zones en rouge sombre)

La totalité des résultats de la mission seront connus et publiés en 2012. Nul doute qu'ils apporteront des précisions voire des découvertes supplémentaires, grâce notamment à un équipement de mesure dans l'ultra-froid (il fonctionne à la température de 0.1 °K soit pratiquement au froid absolu) d'une précision mille fois supérieure à celui de COBE.

Pourquoi donc cette lumière primordiale date-t-elle de 380.000 ans après le Big Bang ? Parce que c'est à ce moment-là que la lumière que nous connaissons aujourd'hui a pu enfin "s'extirper" du milieu originel dans lequel elle était en quelque sorte prisonnière. Lorsque cette lumière primordiale fut découverte sous forme d'un rayonnement fossile d'une température d'environ 2.7 ° Kelvin par deux chercheurs des laboratoires BELL en 1964 on fut frappé par la parfaite isotropie (valeur identique dans toutes les directions) apparente de ce rayonnement, ce qui semblait indiquer un univers primordial parfaitement homogène...en contradiction avec l'hétérogénéité constatée aujourd'hui dans la répartition de la matière cosmique visible ou décelable au sein des galaxies, amas d'étoiles et autres poussières cosmiques.

Les trois missions préalablement citées apportèrent la preuve que cette isotropie n'était qu'apparente et qu'elle disparaissait lors d'observations réalisées avec des niveaux de précision beaucoup plus élevés.

Avec le satellite de dernière génération PLANCK, les scientifiques espèrent s'approcher au plus près de la frontière ultime de la réalité : Le fameux "mur de Planck" et nous apporter des réponses certaines et précises à des grandes questions qui font toujours aujourd'hui débat  :

   - Pourquoi l'univers est-il si bien réglé ?

   - Quelle est la forme de l'Univers (plat ou sphérique)

   - D'où viennent les fluctuations du rayonnement fossile ? 

et qui ouvriront sans doute une porte vers la connaissance ultime du pourquoi et du comment de l'Univers...mais il reste encore sans doute bien du chemin à parcourir !