Les créateurs de l'observatoire WMAP ont reçu, dimanche 3 décembre, un prix de 3 millions de dollars. Mais qu'a fait cet observatoire ? Prendre une photographie des origines de l'univers. Rien de moins.

Dimanche 3 décembre, dans le centre de recherche de la NASA de la Silicon Valley, à Palo Alto, un certain nombre de scientifiques ont reçu les lucratifs "Breakthrough Prize", des prix récompensant des avancées majeures dans plusieurs domaines de recherche. 

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Ces sortes d’Oscars pour scientifiques, fondés par Mark Zuckerberg et Sergey Brin en 2012, distinguent notamment les chercheurs "travaillant sur les plus grands mystères de l’univers" en physique fondamentale. Cette année, le premier prix est allé à l’équipe derrière le projet appelé Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ou WMAP.

Le WMAP est un observatoire spatial américain envoyé en orbite autour de la Terre en 2001. Jusqu’en 2010, ce beau bébé d’environ 900 kilos avait installé sa carcasse métallique en orbite autour de la Terre, sur ce qu’on nomme le point L2 de Lagrange. C’est-à-dire qu’il suivait notre planète en restant à l’opposé du soleil, sur le point le plus sombre de la Terre.

La "baby picture" du fonds diffus cosmologique

En simplifiant, on peut dire que le boulot de WMAP était de mesurer les infimes changements de température et de morphologie de l’univers. C’est en réalisant ces mesures, en collectant ces données, que l’observatoire spatial a concocté, en 2003, une image que nous connaissons tous.

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NASA/WMAP

Mais que veut dire cette photographie ? Ces points bleus, jaunes, rouges ? En quoi est-elle exceptionnelle ? Essayons d’expliquer simplement ce qui se cache dans la "baby picture", le petit surnom que les scientifiques lui ont donné.  

Comme on le sait, le Big Bang est considéré comme le modèle cosmologique le plus satisfaisant pour expliquer la création de l’univers depuis les années 1960. Ce "Grand Boum" est la frontière spatio-temporelle la plus ancienne que nous connaissons.

Et bien l’image que nous voyons plus haut représente la distribution de matière dans l’univers à partir d’environ 380 000 années après le Big Bang, soit à peine un claquement de doigts à l’échelle de l’histoire du Temps. On peut aussi dire que ce grand oval rempli de points de couleurs représente avec précision l'intensité du fond de rayonnement cosmologique dans chaque direction du ciel. On appelle cela le fonds diffus cosmologique, c’est-à-dire la limite spatio-temporelle ultime de notre connaissance de l’univers. Plus bas, cette image de la NASA représente avec un peu plus de clarté son évolution pour le commun des mortels.

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NASA/WMAP

Le WMAP a donc réussi à cartographier comme jamais auparavant l’origine de l’univers. Pas mal, non ? Les couleurs des points de l’image représentent d’infimes variations de température et d’intensité (plus c’est sombre, plus c’est froid) et permettent aux scientifiques d’obtenir des informations sur le contenu de l’univers passé et actuel. En 2013, la sonde de l'Agence spatiale européenne Planck, qui a pris la suite de WMPA, a pris cette image plus détaillée (mais, pour nos yeux de non initiés, très similaire), du fonds diffus cosmologique.

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ESA

La matière sombre, ce mystère persistant

Mais si cette carte de l’univers depuis sa naissance est le principal et le plus connu des accomplissements de WMAP, c’est loin d’être la seule. L’observatoire spatial a notamment était le premier à démontrer l’existence de l’énergie sombre (de l’anglais dark matter), qui serait la cause de l’expansion perpétuelle de l’univers. L’énergie noire composerait 70 % de l’univers, tandis que la matière noire en composerait 25 %. Édifiant, non ? Oui, mais l’on ne sait pas encore ce qu’elle "est" véritablement.

En somme, le WMAP a réalisé trois choses primordiales : elle a mesuré le contenu de l’univers, son aspect et sa dynamique. Il reste du chemin à parcourir, mais ça vaut bien un prix à 3 millions de dollars, non ? Pour conclure, on note que ce court article visait simplement à introduire le travail de WMAP et l’existence du fonds cosmologique.

Pour aller plus avant, les livres sont vos amis : en BD, l’excellent "Le mystère du monde quantique" permet une bonne introduction aux étrangetés de l’univers. "Une brève histoire du temps" de Stephen Hawking reste un classique. Et "3 Minutes pour comprendre la grande théorie du Big Bang" est un must have pour Noël.

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