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Origine de l'univers : des chercheurs de Harvard ont vu l'écho du Big Bang


Ils viennent d'augmenter leur chance d'obtenir le prix Nobel. Des physiciens américains ont révélé lundi la première détection directe des ondes gravitationnelles primordiales.

En clair, ils ont vu les toutes premières secousses du Big Bang qui a marqué la naissance de l'Univers, une avancée majeure pour la physique.

L'existence de ces ondulations de l'espace-temps, premier écho du Big Bang, prévues dans la théorie de la relativité d'Albert Einstein, témoignent de l'expansion extrêmement rapide de l'univers dans la première fraction de seconde de son existence, une phase appelée l'inflation cosmique.


"Une aiguille dans une botte de foin"

"La détection de ce signal est l'un des objectifs les plus importants en cosmologie aujourd'hui et résulte d'un énorme travail mené par un grand nombre de chercheurs", a souligné John Kovac, professeur d'astronomie et de physique au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), responsable de l'équipe de recherche BICEP2 qui a fait cette découverte.


Les ondes gravitationnelles primordiales expliquées par l'astrophysicien Jean-Pierre Luminet:



"C'était comme chercher une aiguille dans une botte de foin mais à la place nous avons découvert un pied-de-biche", a dit le physicien Clem Pryke de l'université du Minnesota, co-leader de l'équipe.

Pour le physicien théoricien Avi Loeb, de l'Université de Harvard, cette avancée "apporte un nouvel éclairage sur certaines des questions les plus fondamentales à savoir pourquoi nous existons et comment a commencé l'univers".


"La preuve irréfutable de l'inflation cosmique"

"Non seulement ces résultats sont la preuve irréfutable de l'inflation cosmique mais ils nous informent aussi du moment de cette expansion rapide de l'univers et de la puissance de ce phénomène", explique-t-il.

Cette percée en cosmologie a résulté d'observations, avec le télescope BICEP2 situé dans l'Antarctique, du fond diffus cosmologique, un faible rayonnement laissé par le Big Bang.

De minuscules fluctuations fournissent des indices de l'univers dans sa toute première enfance. Ainsi de petites différences de températures à travers le ciel révèlent où le cosmos était plus dense et où se sont formées des galaxies et des amas galactiques, expliquent ces scientifiques.

Les données recueillies "confirment aussi la relation profonde entre la mécanique quantique et la théorie de la relativité générale", soulignent ces astrophysiciens. La physique quantique décrit des phénomènes à l'échelle atomique que la relativité générale ne peut expliquer.


"Remarquable et enthousiasmant"

Cette percée en cosmologie a résulté d'observations, avec le télescope BICEP2 situé dans l'Antarctique, du fond diffus cosmologique, un faible rayonnement laissé par le Big Bang.

En se déplaçant, les ondes gravitationnelles compressent l'espace ce qui produit une signature très distincte dans le fond cosmologique. Comme les ondes lumineuses elles sont polarisées, une propriété décrivant l'orientation de leurs oscillations.

"Notre équipe a cherché un type particulier de polarisation ....propre à la lumière ancienne", dans la traque des ondes gravitationnelles cosmiques, précise Jamie Bock, du California Institute of Technology (Caltech) en Californie, un des co-auteurs de ces travaux.

"Cette caractéristique d'une polarisation en tourbillon est la signature unique des ondes gravitationnelles...et c'est la première image directe de ces ondes à travers le ciel primordial", souligne Chao-Lin Kuo, un physicien de Stanford, et un autres membre de l'équipe de recherche.

Pour Tom LeCompte, un physicien spécialiste des hautes énergies au Cern et au Laboratoire National Argone près de Chicago, qui n'a pas participé à ces travaux, cette percée "est la plus grande annonce en physique depuis des années".


Vers un Nobel

"Cela peut potentiellement donner le prix Nobel" à leurs auteurs, a-t-il dit à l'AFP comparant cette avancée à la découverte du Boson de Higgs en 2012, la clef de voûte de la théorie du Modèle standard, la particule élémentaire qui donne leur masse à nombre d'autres particules.

Cette détection directe des ondes gravitationnelles est "remarquable et enthousiasmante" dans le mesure où elle permet de voir ce qui s'est passé "le premier instant après le Big Bang", a-t-il poursuivi.

"Cela va au-delà de ce que nous essayons de faire avec le Grand collisionneur de hadrons (en Suisse) pour voir comment se comportait l'univers à ses tout débuts (...) Cela permet de regarder encore plus loin dans le temps".


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