Fin de l’Âge sombre

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter, Mars, Vénus et Mercure forment un cortège dans la lumière du jour renaissant.
  • Saturne luit haut dans la partie occidentale du ciel, la nuit venue. Cherchez une « étoile » jaunâtre assez brillante.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 8 juin

Ken Tapping, le 8 juin 2011

Dans les années 1930, monseigneur Georges Lemaître proposa que l’Univers avait autrefois été très petit et extrêmement dense. Des milliards d’années avant nous, il commença à prendre de l’expansion pour éventuellement devenir ce qu’il est aujourd’hui. Depuis les années 1930, maintes observations et recherches supplémentaires ont été réalisées, et nulle n’a démenti la proposition de Lemaître. D’immenses progrès ont permis de meubler les vides entre le moment où l’expansion de l’Univers a débuté (ce qu’on appelle communément le Big Bang) et son état actuel.

Cette expansion a commencé il y a environ 14 milliards d’années. L’Univers a grossi et s’est refroidi, si bien que, quelques jours après sa naissance, la température était assez basse pour que se forment des particules comme les électrons, les protons et les neutrons. Si l’on pouvait remonter dans le temps et survivre pour assister à l’évènement, on constaterait qu’il est impossible de voir quoi que ce soit. Nous serions entourés d’un brouillard informe, fort chaud et luisant

Vue des antennes paraboliques du SKA la nuit. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Vue des antennes paraboliques du SKA la nuit. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Quoique le processus impliqué soit très différent, imaginez un brouillard très épais. Les rayons de lumière émanant des objets alentour sont réfléchis par des milliers de gouttelettes d’eau, au point que tous les détails s’estompent. Cette période « brumeuse » a duré près de 400 000 ans, moment à partir duquel l’Univers s’était suffisamment refroidi pour que les particules qui se déplaçaient librement et engendraient le brouillard se condensent en atomes. Le brouillard s’est alors dissipé.

Accélération dans l’expansion de l’Univers. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Accélération dans l’expansion de l’Univers. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

La température a vite atteint le point où rien dans le jeune Univers n’était assez chaud pour produire de la lumière ou un autre rayonnement à haute énergie. Ne subsistait que la lueur mourante marquant la fin de l’ère brumeuse, encore détectable de nos jours et qu’on appelle le rayonnement fossile ou bruit de fond cosmologique. Si on pouvait se rendre à ce moment de l’histoire de l’Univers, on découvrirait la noirceur. C’est l’« Âge sombre » de l’Univers. Les températures continuant de baisser dans le noir, l’Univers s’est empli de nuages de gaz (principalement d’hydrogène) de plus en plus froids. La situation n’a pas changé jusqu’à environ 400 millions d’années après le Big Bang, lorsque la température est descendue suffisamment pour que les nuages s’effondrent et produisent les premières étoiles. Ce moment QLS (Que la lumière soit) marque la formation des premières étoiles et galaxies. L’Univers s’est mis à ressembler à celui que l’on connaît aujourd’hui.

Pour l’instant, il est possible d’étudier la fin de l’époque lumineuse et brumeuse par l’observation du bruit de fond cosmologique. En plongeant de plus en plus loin dans l’espace, nos télescopes remontent dans le temps et captent l’image des galaxies au sortir de l’Âge sombre. Nous aimerions en apprendre davantage sur l’instant QLS, l’époque où il y a eu « ré-ionisation », et travaillons sur un télescope qui pourrait nous y aider. Ce télescope, le SKA (Square Kilometre Array), sera le plus grand radiotélescope de l’histoire. Au moins 100 fois plus sensible que ceux en existence, il produira des images de haute qualité. Le projet est l’œuvre d’un consortium international dont fait partie le Canada et prévoit d’importants travaux de développement technique poursuivis ici même, à l’observatoire de l’Okanagan.

Concept artistique des antennes paraboliques du SKA. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Concept artistique des antennes paraboliques du SKA. Image : SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

Téléphone : 250-497-2300
télécopieur : 250-497-2355
Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

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