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Fond diffus cosmologique

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Carte complète du CMB, selon une projection de Mollweide, méthode qui déroule une sphère sur un plan tout en conservant les surfaces, ce qui « permet de comparer en un coup d'oeil les zones chaudes et les zones froides du ciel »[1]. Cette carte montre les fluctuations ou anisotropies de températures de l'Univers primordial. « Les régions bleues sont les plus froides, alors que les rouges sont les plus chaudes. La différence maximale de température est de l'ordre de 0,000 1 °C[2]. » Ces « légères fluctuations [seraient] le reflet de la première variation de densité à l'origine des galaxies »[3] et des amas de galaxies[4]. Photomontage de clichés pris par WMAP, satellite de la NASA, pendant neuf ans.

Le fond diffus cosmologique (FDC, ou CMB pour l'anglais cosmic microwave background, « fond cosmique de micro-ondes ») est un rayonnement électromagnétique très homogène observé dans toutes les directions du ciel et dont le pic d'émission est situé dans le domaine des micro-ondes. On le qualifie de diffus parce qu'il ne provient pas d'une ou plusieurs sources localisées, et de cosmologique parce que, selon l'interprétation qu'on en fait, il est présent dans tout l'Univers (le cosmos).

Prévu dès 1948 et découvert par hasard en 1964, le fond diffus permet à la communauté scientifique de départager les différents modèles cosmologiques, notamment en abandonnant les modèles fondés sur le principe cosmologique parfait et en donnant la priorité aux modèles basés sur l'idée de Big Bang, qui prédisent l'émission d'un tel rayonnement thermique à l'époque de l'Univers primordial.

Selon le modèle standard de la cosmologie, ce rayonnement a été émis environ 380 000 ans[a] après le Big Bang (ce qui fait qu'on l'appelle aussi rayonnement fossile), alors que l'Univers observable était encore beaucoup plus petit, dense et chaud (de l'ordre de 3 000 K) qu'aujourd'hui. Dilué et refroidi par l'expansion de l'Univers, il possède désormais une température moyenne très basse, de l'ordre de 3 K. Le fond diffus cosmologique est très étudié depuis sa découverte pour deux raisons : il correspond à la plus vieille image électromagnétique qu'il est possible d'obtenir de l'Univers et il présente d'infimes variations de température et d'intensité selon la direction observée, des anisotropies détaillées depuis le début des années 1990 qui permettent de recueillir quantité d'informations sur la structure, l'âge et l'évolution de l'Univers.

  1. ↑ Sarah Sermondadaz, « Question de la semaine : Pourquoi le fond cosmologique est représenté comme une carte ovale ? », Science & Avenir, .
  2. ↑ Drissen 2011, p. 245.
  3. ↑ Clegg 2017, p. 133.
  4. ↑ Lachièze-Rey et Gunzig 1995, p. 31.
  5. ↑ (en) B. Abbott, « Microwave (WMAP) All-Sky Survey », Hayden Planetarium, (consulté le ).


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