La source la plus lointaine de l'Univers : première émission lumineuse

Le fond diffus cosmologique correspond à la première émission de photons dans l'Univers, 380 000 ans après le Big-Bang. Il a été découvert par les radioastronomes Penzias et Wilson qui testaient une antenne pour mesurer le rayonnement radio de notre Galaxie. Ils ont découvert un signal émis qui était identique quelque soit la direction observée.

Le fond diffus cosmologique avait été prédit par l'astrophysicien Gamow. 380 000 ans après le Big-Bang, l'Univers était considérablement plus petit et plus dense qu'il ne l'est aujourd'hui. Les photons étaient perpétuellement en interaction avec la matière dense : tout photon émis était immédiatement absorbé par la matière, en particulier par les électrons libres. Dès que les électrons ont commencé à se combiner avec les noyaux des atomes, les photons ont pu se libérer de la matière : l'Univers est devenu transparent. L'image de ces premiers photons occupe toute la sphère céleste (voir image).

La découverte du fond diffus cosmologique est une des preuves du Big-Bang. Son décalage spectral correspond à z=1100, impliquant que l'Univers était plus d'un milliard de fois plus dense qu'aujourd'hui ! On peut associer une température à cette émission, dite de corps noir, qui est de 2,7 kelvin aujourd'hui, alors qu'elle était de 3000 kelvin lors de l'émission.

Le fond diffus cosmologique

Observation du fond diffus cosmologique par le satellite WMAP. Les couleurs indiquent les minuscules fluctuations de température qui sont équivalentes aux fluctuations de densité de la matière, à l'époque de l'émission. Ces minuscules fluctuations correspondent à moins d'une partie pour cent mille en température ou en densité.

Crédit : NASA/WMAP