Le rayonnement fossile, et ce que Planck nous en révèle

Si vous suivez l’actualité, l’image ci-contre doit vous être familière. Il s’agit de la carte du rayonnement fossile de l’Univers, publiée cette semaine en grande pompe par l’Agence Spatiale Européenne, et qui a été établie grâce aux données collectées depuis 4 ans par le satellite Planck.

Après la découverte du boson de Higgs par le CERN en juillet dernier, c’est donc la deuxième fois en moins d’un an qu’une avancée scientifique fait la une des journaux. Mais tout comme le boson de Higgs, pas forcément facile de comprendre vraiment de quoi il s’agit et pourquoi c’est important.

Je vais donc essayer de faire la lumière sur le rayonnement fossile !

L’équation de Drake

Sommes-nous seuls dans l’Univers ? C’est pour répondre à cette obsédante question que de nombreux scientifiques ont participé depuis les années 60 au programme SETI : Search for ExtraTerrestrial Intelligence.

Une des principales méthodes d’observation du programme SETI consiste à utiliser un radio-téléscope. Ces télescopes géants (comme celui d’Arecibo en photo ci-dessous) permettent de capter des ondes, mais pas dans le domaine de la lumière visible. Au contraire d’une bonne vieille lunette astronomique, ces télescopes détectent les ondes radios.

La première observation en radio-astronomie du programme SETI fut réalisée en 1960 par l’américain Francis Drake, alors jeune astronome à l’observatoire de Green Bank en Virginie. Pour justifier sa tentative et estimer ses chances de pouvoir détecter une civilisation extra-terrestre, il a proposé un calcul approché, connu maintenant sous le nom d’équation de Drake. Voyons un peu le raisonnement derrière cette équation.

Y-a-t-il autant d’étoiles dans l’Univers que de grains de sable sur Terre ?

L’été est une bonne saison pour aller à la plage. Aussi pour s’adonner à l’astronomie. Voire les deux !

Tout ça me rappelle une phrase que m’avait dite mon père au cours de vacances estivales, alors que je devais avoir dans les 6 ans : « Il y a autant d’étoiles dans l’Univers que de grains de sable sur Terre ! »

J’imagine qu’à l’époque je n’avais pas dû trop le croire. J’étais déjà perplexe devant l’immensité du nombre des grains de sable de la plage du Grau-Du-Roi, alors sur toute la Terre, pensez-donc !

Aujourd’hui, j’ai décidé de voir si mon père avait raison.

La plus grosse erreur de toute l’histoire de la physique

En théorie, il n’y a pas de différence entre la théorie et la pratique. En pratique, il y en a une.

Aujourd’hui nous allons voir ce qui est, à ma connaissance, la plus grosse erreur jamais commise en physique théorique, au moins au sens quantitatif. Elle concerne l’énergie du vide, cette quantité qu’on appelle parfois l’énergie noire.

Si jamais il vous est déjà arrivé de faire un calcul manifestement faux, et d’en être tout honteux : lisez ceci, ça va vous décomplexer !

Des rayons cosmiques très énergétiques ! … trop énergétiques ?

Alors que vous lisez ces lignes, la Terre est bombardée. Oh rassurez-vous, il ne s’agit pas de l’attaque d’une civilisation extra-terrestre, mais du fait qu’en permanence notre planète est touchée par une grande quantité de rayons cosmiques en provenance de l’espace.

Les plus puissants de ces rayons sont un mystère pour les physiciens, car on ne sait pas véritablement d’où ils viennent. Certains sont même si énergétiques qu’en théorie, ils ne devraient même pas exister ! Et pourtant, on les observe…du moins on le pense.

Il y a bien longtemps, dans une galaxie lointaine, très lointaine…

Il y a quelques mois, une équipe internationale a annoncé la découverte de la plus lointaine galaxie jamais observée [1]. Ce travail se base sur l’analyse de la lumière émise par cette galaxie, et notamment ce que l’on appelle le décalage vers le rouge. Voyons ce qu’est ce décalage et comment son intensité permet de quantifier le chemin parcouru par la lumière depuis son émission par la galaxie.

L’expansion de l’Univers

Le premier ingrédient pour comprendre la manière dont on estime l’âge et la distance des galaxies lointaines est l’expansion de l’Univers. La théorie de la Relativité Générale, mise au point par Einstein au début du XXème siècle, nous prédit que l’espace peut se dilater au cours du temps.

Cette dilatation a comme conséquence que les galaxies s’éloignent les unes des autres, un peu comme si elles vivaient sur un tissu extensible sur lequel on tire progressivement.