Que ressentez-vous en regardant les étoiles ?

 

Agnès Ferté, Institut d'Astrophysique Spatiale-UPSud

Que ressentez-vous en regardant les étoiles ? Le sentiment d’être minuscule ? Ou peut-être l’impression d’un ciel immobile ? Pourtant, notre Univers a une histoire agitée que je trouve à la fois mystérieuse et fascinante. Au début de l’Univers, il y a 13 milliards d’années, la lumière ne pouvait pas se propager librement car l’Univers était dense et agité. Un peu comme si vous étiez à un concert des Rolling Stones coincé entre des fans déchainés.

De même, la lumière était prisonnière, l’Univers était donc opaque, comme un brouillard épais. Cependant, lorsqu’il atteint l’âge de 400 000 ans, ce brouillard se dissipe : toute la lumière est libérée d’un seul coup. Elle inonde alors tout l’Univers. Et d’ailleurs cette lumière est toujours là. Si nous avions les yeux adaptés, nous la verrions en permanence et tout autour de nous. Cette lumière nous l’appelons le fond diffus cosmologique. C’est un peu le journal intime de l’Univers, c’est mon livre préféré en fait, que je lis pour connaître toute son histoire.

Enfin, toute… Ce serait trop facile ! Parce que l’Univers est timide, ce journal intime ne commence que lorsqu’il a 400 000 ans, nous ne pouvons recevoir de lumière plus ancienne, ce qui laisse sa naissance à priori insondable. Mais je suis sûre que vous êtes aussi curieux que moi de savoir comment l’Univers a commencé. Heureusement, les scientifiques ont trouvé une trace subtile, appelée les modes B, une propriété particulière du fond diffus cosmologique.

Or, ces modes B sont exclusivement dus au premier milliardième de milliardième de milliardième de seconde de l’Univers. Cette période s’appelle l’inflation cosmique et je ne parle pas de l’inflation du prix de la baguette de pain mais bien de l’inflation de l’Univers lui même ! Pendant ce temps très court, l’Univers s’est en effet étendu à une vitesse phénoménale, largement plus vite que la lumière. Cette inflation est une théorie qui nous est nécessaire pour notre description de l’Univers. Donc, mon but c’est de détecter les modes B, pour prouver l’existence de l’inflation et donc s’approcher au plus près de l’origine de notre Univers : le  big bang. Mais ces premiers instants restent un secret bien gardé, car les modes B sont un signal très faible !

Donc pendant ma thèse, comme l’archéologue qui nettoyait ses fossiles, j’ai dépoussiéré au maximum cette lumière fossile afin d’y dévoiler les modes B. J’ai pour cela utilisé un des ordinateurs les plus puissant au monde, plus de 6000 fois plus puissants que votre ordinateur personnel. Super ordinateur grâce auquel j’ai pu montrer l’efficacité et la nécessité d’une méthode particulière de nettoyage du fond diffus cosmologique, qui fait donc bien ressortir les modes B. Et maintenant, je suis bien armée pour continuer mon travail de paparazzi et chercher à savoir si par exemple aux débuts de l’Univers régnait un énorme champ magnétique ou encore si la gravité y était différente d’aujourd’hui.

Finalement, vous avez devant vous une doctorante heureuse car en mars, une équipe de chercheurs américains a déclaré avoir détecté pour la première fois ces modes B, grâce à un télescope en Antarctique. Ils ont donc affirmé l’existence de l’inflation, faisant ainsi un grand pas vers la réponse à la question : d’où venons nous ?

 

Agnès Ferté est en 3ème année de thèse à l'Institut d'Astrophysique Spatiale (Université Paris-Sud).

Elle étudie "Les statistiques des anisotropies polarisées du fond diffus cosmologique".