Cette semaine, lors de la réunion nationale d'astronomie de la Royal Astronomical Society au Royaume-Uni, les physiciens contestent les preuves des récents résultats du BICEP2 concernant la période d'inflation de l'Univers, annoncés il y a à peine 90 jours. De nouvelles recherches mettent en doute l'inclusion de la théorie de l'inflation dans le modèle cosmologique standard pour comprendre les forces de la nature, la nature des particules élémentaires et l'état actuel de l'Univers connu.
Le 17 mars 2014, il semblait que le monde se soit vu offrir un ultime ordre d'il y a des éons… en fait depuis le début des temps. Le BICEP2, la machine à usage unique au pôle Sud a fourni une image qui, après analyse et soustraction du signal de fond estimé de la voie lactée, a conduit ses chercheurs à conclure qu'ils avaient trouvé le premier vestige de la naissance de l'Univers, une signature de lumière ancienne qui a soutenu la théorie de l'inflation.
Il y a trente ans, la théorie de l'inflation a été conçue par les physiciens Alan Guth et Andei Linde. Guth, Linde et d'autres ont réalisé qu'une expansion soudaine de l'Univers à seulement 1 / 10000000000000000000000000000000000000e de seconde après le Big Bang pourrait résoudre certains mystères déroutants du Cosmos. L'inflation pourrait expliquer l'uniformité du rayonnement de fond cosmique. Alors que des images telles que celles du satellite COBE montrent une distribution tachée de rayonnement, en réalité, ces images accentuent des variations extrêmement faibles du rayonnement de fond, des vestiges du Big Bang, des variations de l'ordre du 1/100 000ème du niveau de fond.
Notez que le moment de la période d'inflation proposée par l'Univers immédiatement après le Big Bang ne permettrait aujourd'hui à la lumière de parcourir que 1 / 1000000000000000ème du diamètre de l'atome d'hydrogène. L'Univers au cours de ce premier moment d'expansion a été encapsulé dans un volume bien plus petit qu'un seul atome.
Les émotions étaient très vives lorsque l'équipe du BICEP2 a annoncé ses conclusions le 17 mars de cette année. L'événement d'inflation pris en charge par les données de rayonnement de fond est décrit comme un surfusion du Cosmos, cependant, il y avait des physiciens qui restaient simplement cool et restaient à l'opposé de la théorie. Le célèbre physicien britannique Sir Roger Primrose est resté sous-estimé et a déclaré que l'incroyable polarisation circulaire de la lumière qui restait dans les données traitées du BICEP2 pouvait s'expliquer par l'interaction de la poussière, de la lumière et des champs magnétiques dans notre propre quartier, la Voie lactée.
Maintenant, de nouvelles observations d'un autre détecteur, celui du satellite Planck en orbite autour de la Terre, révèlent que la contribution du rayonnement de fond provenant de sources locales, la poussière de la Voie lactée, semble avoir été sous-estimée par l'équipe du BICEP2. Toutes les preuves ne sont pas encore présentées, mais les chercheurs émettent maintenant des réserves. Dans le même temps, il ne rejette pas la théorie de l'inflation. Cela signifie que davantage d'observations sont nécessaires et probablement avec une plus grande sensibilité.
Alors pourquoi poser la question: les physiciens construisent-ils un appareil Rube Goldberg?
Notre compréhension actuelle de l'Univers repose sur ce qu'on appelle «le modèle standard» de la cosmologie. Lors de la réunion de la Royal Astronomical Society cette semaine, les discussions sous les pieds pourraient révéler un modèle standard, peut-être en train de s'effondrer ou tout simplement avoir besoin de nouveaux gadgets et mécanismes pour rester la meilleure théorie de tout.
Cette semaine également, de nouvelles données soutiennent la découverte du boson de Higg par le grand collisionneur de hadrons en 2012, la particule élémentaire dont l'existence explique la masse des particules fondamentales dans la nature et qui soutient l'existence du champ de Higgs vital pour la robustesse de la norme Modèle. Cependant, les données liées à Higgs révèlent également que si la période d'inflation de l'Univers avait eu lieu, alors si elle était prise avec le modèle standard, on peut conclure que l'Univers aurait dû s'effondrer sur lui-même et que notre existence même aujourd'hui ne serait pas possible.
Le Dr Brian Green, chercheur dans le domaine de la Super String Theory et de la M-Theory et d'autres tels que le Dr Stephen Hawking, sont prompts à déclarer que le modèle standard est une étape intermédiaire vers une grande théorie unifiée de tout, l'Univers. La contorsion du modèle standard, en une sorte d'appareil Rube Goldberg, peut s'expliquer par l'accumulation sans faille d'observations plus aiguës et diverses à des échelles cosmiques et quantiques.
Les discussions lors de la réunion de la Royal Astronomical Society jettent plus de doutes sur la théorie de l'inflation qui, il y a seulement 90 jours, semblait si bien soutenue par le BICEP2 - des données dérivées d'une électronique de pointe vraiment remarquable développée par la NASA et des chercheurs du California Institute of Technology. Les épreuves et les tribulations de ces grandes théories pour expliquer tout remontent à la période juste avant l’Année miracle d’Einstein, 1905. Des théories fragmentées expliquant séparément les forces de la nature étaient présentes mais aussi l’accumulation de données d’observation avait atteint un point éclair.
Aujourd'hui, les observations du BICEP2, de la NASA et des grands observatoires spatiaux de l'ESA, les instruments sensibles enfouis à des kilomètres sous terre et les expériences quantiques soigneusement conçues dans les laboratoires rendent le modèle standard plus stressant pour tout expliquer, le même modèle si bien soutenu par la découverte du boson de Higg en seulement deux ans depuis. Les cosmologistes admettent que nous n'aurons peut-être jamais une théorie complète et éprouvée de tout, une théorie élégante; cependant, les défis posés par le modèle standard et l'inflation enhardiront sûrement les jeunes théoriciens à doubler les efforts d'autres travaux théoriques.
Pour en savoir plus:
Communiqué de presse de RAS NAM: le boson de Higgs aurait-il dû faire s'effondrer notre univers?
Nous avons découvert l'inflation!: Et maintenant?
Les cosmologistes mettent en doute les preuves de l'inflation
Les résultats du BICEP2 sont-ils invalides? Probablement pas
