Des astronomes canadiens dressent un nouveau portrait étonnant de l'Univers primitif

La mission spatiale Planck jette un nouvel éclairage sur l'âge, l'évolution et la composition de l'Univers

Longueuil (Québec), le 21 mars 2013 – Le télescope spatial Planck a produit la meilleure carte jamais réalisée de la plus ancienne lumière émise dans l'Univers. Le relevé a permis de déterminer que cette lumière est plus âgée, que l'Univers prend de l'expansion moins rapidement et que la matière y est plus présente que ce que l'on croyait.

La lumière la plus ancienne de notre Univers

Image de Planck

Le rayonnement cosmique de fond (CMB) observé par Planck. Le CMB est un instantané de la lumière la plus ancienne de notre Univers, imprimée dans le ciel alors que l'Univers avait à peine 380 000 ans. On peut apercevoir de faibles fluctuations de température qui correspondent à des régions de densités légèrement différentes et représentent l'origine de toutes les structures futures : les étoiles et les galaxies d'aujourd'hui. (Source : Agence spatiale européenne et Collaboration Planck)

La mission Planck repose sur des contributions de l'Agence spatiale canadienne (ASC). L'ASC finance deux équipes de recherches canadiennes qui sont parties prenantes de la collaboration scientifique Planck et qui ont participé au développement des deux instruments scientifiques complémentaires à bord du télescope, soit l'instrument à haute fréquence (HFI) et l'instrument à basse fréquence (LFI). Les professeurs J. Richard Bond (Directeur du programme Cosmologie et gravité de l'Institut canadien de recherches avancées) de l'Université de Toronto et Douglas Scott de l'Université de la Colombie-Britannique dirigent l'équipe canadienne de Planck, laquelle se compose de membres de l'Université de l'Alberta, de l'Université Laval et de l'Université McGill.

Des astronomes canadiens sont membres de l'équipe internationale qui dévoile aujourd'hui à Paris les résultats de la mission. Avec à sa tête l'Agence spatiale européenne (ESA), la mission du télescope spatial Planck scrute le ciel depuis son lancement en 2009. D'une extraordinaire précision, le télescope détermine la position exacte d'infimes structures ténues qui témoignent de fluctuations de la lumière et de la température correspondant à des densités légèrement différentes dans la matière résiduelle du Big Bang. Les données qui sont diffusées aujourd'hui sont issues des 15 premiers mois de la mission et donnent une carte de l'Univers alors qu'il était âgé de seulement 380 000 ans.

Les données fournies par Planck viennent confirmer et même raffiner des modèles antérieurs établis par les astronomes sur l'origine et l'évolution de l'Univers, mais présentent également de nouveaux détails intrigants. L'équipe Planck a calculé que l'Univers était âgé de 13,82 milliards d'années — soit 100 millions d'années de plus que les estimations précédentes. Le télescope a fait ressortir que l'Univers se dilate beaucoup plus lentement que ne le prévoit le taux actuel (constante de Hubble) utilisé par les astronomes. Grâce au télescope spatial, les cosmologues ont également déterminé la composition de l'Univers avec une précision inégalée à ce jour : la matière normale, dont sont composées les étoiles et les galaxies comme notre Voie lactée, représente à peine 4,9 % de tout l'Univers. Par ailleurs, la matière sombre (une substance invisible dont on présume l'existence uniquement en raison des effets de sa gravité) compte pour 26,8 %. L'énergie sombre, une force mystérieuse qui se comporte à l'inverse de la force gravitationnelle en provoquant l'expansion de l'Univers, constitue 68,3 % de la densité totale de l'Univers, à savoir une proportion légèrement inférieure à ce que l'on avait avancé.

« Nous connaissons désormais la recette à la base de la formation de notre Univers : ses quantités de matière normale et de matière sombre, sa vitesse d'expansion, les caractéristiques granulaires et comment cette granularité varie selon l'échelle considérée, et comment le rayonnement fossile issu du Big Bang est diffusé », a expliqué le professeur Douglas Scott de l'Université de la Colombie-Britannique. « Il est étonnant de constater que l'Univers entier pourrait se décrire en fonction de ces six valeurs seulement. Maintenant, Planck chiffre ces valeurs avec une précision beaucoup plus grande. »

Toutefois, ce niveau de précision pousse les astrophysiciens à résoudre de nouvelles énigmes.

« Pendant plus de trente ans, j'ai tenté de dévoiler la structure de l'Univers à une période d'expansion accélérée dans son état primordial », ajoute le professeur J. Richard Bond de l'Université de Toronto. « Planck vient de renforcer considérablement la preuve de l'expansion de l'Univers primitif. Les structures passablement simples que nous voyons sont le résultat de nombreuses théories jadis viables, mais qui tombent aujourd'hui sous le couperet de Planck. Nos cartes montrent des particularités inexpliquées de grande envergure qui stimulent l'imagination des physiciens, lesquels attendaient avec impatience le verdict de Planck sur l'Univers primordial. »

Demain, divers articles scientifiques issus de la mission Planck seront publiés et porteront sur de nombreux aspects liés à la formation et à l'évolution de l'Univers. Les instruments qui équipent Planck permettent aux astronomes de distinguer la lumière primordiale des effets de la poussière et d'autres émissions provenant de notre Galaxie, la Voie lactée.

« Loin de nous l'idée de jeter les signaux de la poussière à la poubelle. Au contraire, nous les apprécions pour ce qu'ils nous apprennent sur le fonctionnement de notre Galaxie. Ils nous aident à comprendre l'évolution des structures dans le milieu interstellaire, partant d'un état diffus, jusqu'à la formation des étoiles au sein de nuages moléculaires denses », signale le professeur Peter Martin de l'Université de Toronto.

Des centaines d'astronomes de partout au monde continueront d'étudier les données fournies par Planck au fil de ses observations. Les résultats complets de la mission devraient être diffusés en 2014, lorsque le télescope spatial aura fini de sonder le ciel.

Pour obtenir un complément d'information sur la participation du Canada à la mission Planck et voir la carte la plus récente de l'Univers primitif.

- 30 -

Le 22 mars 2013 - Correction : En plus d'enseigner à l'Université de Toronto, J. Richard Bond est membre du corps professoral de l'Institut canadien d'astrophysique théorique (ICAT) et dirige le programme Cosmologie et gravité de l'Institut canadien de recherches avancées (ICRA).

Mise à jour : Vingt-huit articles scientifiques portant sur la mission Planck ont été publiés le 21 mars. Ils sont disponibles ici (anglais seulement).

Renseignements :

Agence spatiale canadienne
Bureau des relations avec les médias
Téléphone : 450-926-4370
Courriel :
Site Web : www.asc-csa.gc.ca

Professeur Douglas Scott
Département de physique et d'astronomie
Université de la Colombie-Britannique
Téléphone : 604-822-2802
Courriel : dscott@phas.ubc.ca

Brian Lin M.J.
Spécialiste principal des relations avec les médias, Bureau des affaires publiques
Université de la Colombie-Britannique
Téléphone : 604-822 2234, Cell. : 604-818 5685
Courriel : brian.lin@ubc.ca

Professeur Richard Bond
Institut canadien d'astrophysique théorique
Université de Toronto
Téléphone : 416-978-6874
Courriel : bond@cita.utoronto.ca

Christine Elias
Faculté des arts, des sciences et des communications
Université de Toronto
Téléphone : 416-946-5499
Courriel : christine.elias@utoronto.ca