La sonde américaine Wilkinson offre des images de l'Univers à ses débuts (vieux de 380 000 ans)

Les autres mesures prises par WMAP ont aussi permis de préciser que l'Univers était âgé de 13,7 milliards d'années.

Après avoir observé le ciel à une distance de 1,5 million de kilomètres de la Terre, la sonde américaine Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), lancée le 30 juin 2001, nous a envoyé des images stupéfiantes de notre Univers alors qu'il n'était âgé que de 380 000 ans.

La NASA a réussi cet exploit – bienvenu par ces temps difficiles – en dotant le petit engin de toute une batterie d'instruments qui lui ont permis de mesurer avec précision les infimes variations du rayonnement fossile de l'Univers. Ce dernier, dont la valeur actuelle est de 2,73 degrés Kelvin, soit – 270 °C, est l'une des premières traces laissées par le Big Bang, la prodigieuse explosion créatrice de notre monde. Ce rayonnement fossile baigne l'ensemble du ciel et se manifeste aujourd'hui sous la forme d'une onde radio continue et uniforme.

UNE AVANCÉE MAJEURE :

Les autres mesures prises par WMAP ont aussi permis de préciser que l'Univers était âgé de 13,7 milliards d'années et de découvrir que la première génération d'étoiles avait commencé à briller 200 millions d'années après le Big Bang. Bien plus tôt, donc, qu'on ne le pensait jusqu'à présent. Les observations du satellite américain indiquent aussi que l'Univers est formé de 4 % d'atomes de matière ordinaire connue (protons, électrons, neutrons); de 23 % de matière noire inconnue et de 73 % d'une énergie sombre.

"Toutes ces données représentent une avancée majeure dans la manière dont nous voyons notre Univers et constituent un véritable tournant dans la cosmologie", a expliqué Ann Kinney, directrice de l'astronomie et de la physique à la NASA. "Nous allons pouvoir utiliser les données de WMAP non seulement pour prédire les propriétés de l'Univers primordial, mais aussi pour comprendre les premiers moments du Big Bang", a ajouté David Spergel, de l'université de Princeton, un membre de l'équipe scientifique.

Pour comprendre l'importance de ces informations, il faut revenir au Big Bang. Il y a 13,7 milliards d'années, "l'Univers était extrêmement dense, chaud et constitué d'une soupe de nucléons. Alors que tout corps chaud émet un rayonnement, à ce moment-là aucune lumière ne pouvait sortir de cette matière", explique Stéphane Corbel, chercheur au service d'astrophysique du Commissariat à l'énergie atomique et maître de conférences à l'université Paris-VII. Ensuite, quand cette soupe cosmique est devenue suffisamment "transparente", 380 000 ans après le Big Bang, le rayonnement a pu sortir et est parvenu jusqu'à nous.

Aujourd'hui, l'Univers tout entier baigne dans ce rayonnement et, lorsque l'on regarde une carte du ciel, il semble uniforme. Mais si l'on utilise des instruments extrêmement précis, capables de déceler des variations du millionnième de degré, on détecte des sortes de "grumeaux" dans la matière universelle. Les premiers furent enregistrés en 1992 par le satellite américain COBE (Cosmic Background Explorer) (Le Monde du 29 avril 1992) et, plus tard, entre 1999 et 2002, par les ballons stratosphériques de l'expérience internationale Archeops. Mais ils ne regardaient qu'une petite portion du ciel tandis que WMAP a pu l'observer dans sa totalité à partir du point de Lagrange numéro 2 situé entre le Soleil et la Terre, lieu où les forces de gravité entre les deux objets se compensent, la sonde tournant autour de ce point.

La découverte des grumeaux cosmiques est capitale car elle offre des informations sur la structure de l'Univers actuel. A partir de ces infimes variations dans la densité de la matière, se sont en effet formés les gigantesques ensembles de plusieurs milliards d'étoiles qui constituent aujourd'hui les galaxies. Par ailleurs, les mesures prises par WMAP "confirment que l'Univers est en expansion accéélérée", précise Stéphane Corbel. "Car tout se passe comme s'il existait une énergie sombre, dont on ne connaît pas la nature. Elle serait extraite du vide et pourrait contrebalancer la gravité." Le satellite WMAP, qui doit encore explorer le ciel pendant trois ans, apportera peut-être des réponses à ces questions, ainsi que la future mission Planck de l'Agence spatiale européenne prévue pour 2007.