RAYONNEMENT RESIDUEL (Fond diffus cosmologique. Rayonnement fossile)

Rayonnement électromagnétique émis à la suite du Big Bang . Par suite de son interaction avec la matière il a atteint un état d'équilibre avec une distribution d'énergie selon la loi de Planck, en correspondance avec la température de la matière. Cette distribution d'énergie mesurée aujourd'hui correspond à 2°7 K. La confirmation la plus sûre du caractère de loi de Planck du spectre du rayonnement résiduel a été obtenue par le satellite américain COBE (Cosmic Background Explorer) en 1992. . C'est à George Gamow que l'on attribue la prédiction du fond diffus cosmologique. Gamow a effectivement prédit l'existence d'un rayonnement issu du Big Bang, mais n'en avait pas prédit le spectre de corps noir. C'est A. G. Dorochkevitch et I. D. Novikov qui en 1964 sont les premiers à prédire que le spectre du rayonnement doive être celui d'un corps noir et donc situé dans le domaine micro-onde. En fait, ces auteurs vont même jusqu'à citer l'antenne des laboratoires Bell comme le meilleur outil pour détecter ce rayonnement ! En 1965 les radio-astronomes Penzias et Wilson, des laboratoires de la compagnie Bell Telephone, disposent d'une antenne qui servait initialement à la communication avec les satellites Echo puis Telstar 1.. Ils avaient besoin de calibrer correctement l'antenne, et en particulier de connaître le bruit de fond généré par celle-ci ainsi que par l'atmosphère terrestre. Ils découvrent ainsi accidentellement un bruit supplémentaire d'origine inconnue. Ce bruit, converti en température d'antenne, correspondait à une température du ciel de 2,7 K, ne présentait pas de variations saisonnières, et ses éventuelles fluctuations en fonction de la direction ne dépassaient pas 10 %. Il ne pouvait donc s'agir d'un signal émis par la Voie lactée qu'ils cherchaient à découvrir. Ils ne connaissaient pas les travaux des cosmologistes. Le déplacement cosmologique vers le rouge et le rayonnement résiduel sont les deux meilleurs arguments en faveur du modèle du Big Bang. Le rayonnement résiduel porte en lui une information sur les conditions qui régnaient dans l'univers alors que les étoiles et les galaxies n'existaient pas, et témoigne de ce que les propriétés de cet univers étaient très différentes.