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Planck : la publication de nouveaux résultats est imminente

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On espérait que les membres de la collaboration Planck allaient livrer les premières cartes complètes de la polarisation du rayonnement fossile au début du mois de décembre, ce qui aurait peut-être permis de savoir à quoi s'en tenir avec les observations de Bicep2. Si l'on en croit le site de Planck HFI, il va falloir patienter encore un peu mais certains résultats vont être annoncés dans les jours qui viennent. Il faut s'attendre notamment à des déterminations plus précises de la composition de l'univers ainsi que de la date de l'allumage des premières étoiles.

Planck a révélé en 2013 un nouveau visage de l'univers en permettant de dresser la carte la plus précise à ce jour de la température du rayonnement fossile sur la voûte céleste. D'autres caractéristiques de ce rayonnement ont été mesurées, riches en implications pour l'infiniment grand et l'infiniment petit. Mais de curieuses anomalies sont apparues, dont quelques-unes figurent sur cette carte. Une étrange asymétrie des fluctuations de température existe entre les deux hémisphères de la voûte céleste, ainsi qu'une zone anormalement froide indiquée par le cercle blanc en bas à droite. Que vont nous révéler les dernières analyses des données collectées par Planck à ce sujet ? © Esa, Planck Collaboration

Le satellite Planck a effectué plusieurs couvertures du ciel, collectant ainsi un grand nombre de photons de la plus vieille lumière de l'univers observable. En analysant toutes les informations disponibles fournies par la mission complète, les cosmologistes peuvent donc préciser les valeurs de différents paramètres cosmologiques, comme l'âge de l'univers, sa courbure spatiale et son contenu en matière et énergie noire, déduites des analyses partielles déjà effectuées des données de Planck.

Outre les fluctuations de températures du rayonnement fossile, il est aussi possible d'analyser les fluctuations de sa polarisation. Elles se présentent sous deux formes, les modes E et les modes B. Les premiers sont étudiés depuis plus d'une décennie et permettent d'estimer l'âge de la réionisation, c'est-à-dire, comme l'explique plus en détail la vidéo ci-dessous, l'époque à laquelle les atomes d'hydrogène et d'hélium formés 380.000 ans après le Big Bang ont commencé à être ionisés à nouveau par l'allumage des premières étoiles (et peut-être aussi des quasars).

Depuis la publication des premiers résultats des analyses des observations de Planck en 2013, les travaux se sont poursuivis. Cette vidéo nous explique de quelle nature pourraient être les nouvelles découvertes découlant de ces travaux qui concernent la date de la réionisation et la théorie de l'inflation. © Collaboration Planck, Canopée

Les modes B constituent quant à eux le Graal des cosmologistes car ils permettraient de démontrer de façon convaincante qu'une phase d'inflation s'est bien produite au tout début de l'histoire du cosmos observable. Il existe différentes façons de produire cette phase d'inflation qui correspond à une dilatation transitoire mais très forte de l'espace. L'une d'elles fait intervenir un champ scalaire ressemblant à celui associé au boson de Brout-Englert-Higgs. On l'appelle l'inflaton. Comme l'explique également la vidéo ci-dessus, les fluctuations quantiques de l'inflaton seraient à l'origine des fluctuations de densité ayant fait naître les étoiles et les galaxies. Grâce à l'inflation, des fluctuations quantiques produisent aussi des ondes gravitationnelles, des oscillations du tissu de l'espace-temps, dont on espère qu'elles sont bien à l'origine des modes B observés par la collaboration Bicep2. Mais comme nous l'avait expliqué Cécile Renault, des doutes subsistent quant à l'interprétation des résultats de Bicep2.

Planck et la théorie de l'inflation

On savait que Planck était en mesure de dissiper ces doutes grâce aux mesures qu'il a effectuées dans plusieurs bandes de fréquences. On savait aussi que plusieurs conférences portant sur les progrès concernant les analyses complètes des données de Planck étaient prévues en 2014, à savoir celle de Ferrara en Italie du 1er au 5 décembre prochains puis celle de Paris du 15 au 19 décembre. Le site public français de la collaboration, Planck HFI, vient cependant de faire savoir qu'il faudra encore attendre quelques mois pour les cartes de la polarisation par fréquence à 100, 143 et 217 GHz. Mais que tout le reste arrive d'ici quelques jours.

On se souvient que de mystérieuses anomalies avaient pointé le bout de leur nez dans les cartes des fluctuations de température issues des premières analyses des observations de Planck. Ces fluctuations posaient problème dans le cadre de la théorie de l'inflation alors que d'autres caractéristiques du rayonnement fossile mesurées avec Planck sont remarquablement en accord avec elle. Seront-elles toujours présentes dans les résultats que l'on ne devrait pas tarder à connaître ?

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