L'Aube Cosmique : Comment la Première Lumière de l'Univers Pourrait Dévoiler ses Secrets les Plus Anciens
Le 20 mai 2025 - Une nouvelle génération de télescopes pourrait bientôt percer les mystères des premiers instants de l'univers, révélant des secrets enfouis depuis l'aube cosmique. Des astronomes comme Jack Burns, professeur émérite à l'Université du Colorado, mènent une quête épique pour capter les traces de cette lumière primitive.
En février 2024, depuis une plage de Maui, Burns a suivi en direct l'atterrissage mouvementé de l'atterrisseur lunaire Odysseus. Malgré son basculement, l'instrument ROLSES à bord a pu collecter 25 minutes de données cruciales, marquant le début de l'astronomie radio lunaire. Cette courte fenêtre d'observation ouvre la voie à de futures missions pour étudier les "âges sombres" cosmiques, période avant la formation des étoiles.
Cette ère mystérieuse, qui a duré environ 50 millions d'années après le Big Bang, représente un chaînon manquant dans notre compréhension de l'évolution cosmique. Sarah Bosman, chercheuse à l'Université de Heidelberg, explique : "Avant les galaxies, nous ne pouvons presque rien observer. Mais cela change avec les nouveaux instruments."
Le projet ROLSES et la future mission LuSEE-Night de la NASA (prévue pour 2026) s'ajoutent à une dizaine d'expériences terrestres pour étudier cette période. Ces instruments traquent les ondes radio à basse fréquence émises par les atomes d'hydrogène neutres qui peuplaient l'univers primitif.
Après le Big Bang, l'univers a mis 380 000 ans à se refroidir suffisamment pour former les premiers atomes. Le fond diffus cosmologique (CMB) en est le témoin lumineux. Puis vint l'ère des "âges sombres", où l'hydrogène absorbait toute lumière, jusqu'à l'allumage des premières étoiles.
Charlotte Mason, astrophysicienne à Copenhague, souligne : "Nous avons une image de l'univers à 380 000 ans grâce à Planck, et des galaxies plus récentes avec JWST. Mais entre les deux, c'est le vide."
Les observations récentes du télescope James Webb bousculent les théories. Des galaxies ultra-lumineuses existaient dès 300 millions d'années après le Big Bang, bien avant la fin de la réionisation. "Ces galaxies auraient dû terminer la réionisation plus tôt", s'étonne Bosman.
Deux approches complémentaires émergent : étudier les premières galaxies avec JWST et le futur télescope Roman, ou cartographier l'hydrogène neutre via son émission caractéristique à 21 cm. Cynthia Chiang, de l'Université McGill, déploie des antennes dans l'Arctique pour capter ce signal ténu.
"C'est comme chercher la flamme d'une bougie dans le soleil", compare Chiang. Le défi technique est immense, mais la récompense serait une "vidéo" de l'évolution cosmique depuis ses débuts. Ces recherches pourraient enfin éclairer comment la première lumière stellaire a transformé l'univers à jamais.
