La poussière qui nous empêche de voir la naissance de l'Univers express
Le fond diffus cosmologique est une faible lueur qui subsiste après le Big Bang, comme la trace d'un feu qui se refroidit. Il renferme le code des ondes gravitationnelles qui ont pu naître dans les premières fractions de seconde, lorsque l'Univers s'est gonflé plus vite que la lumière. Mais entre nous et cette lumière ancienne flotte la poussière de notre Galaxie. Elle émet aussi un rayonnement polarisé — une lumière dont les ondes oscillent dans une direction précise. Et le résultat, c'est un mélange : on regarde le ciel, et là se mêlent le signal de la poussière et celui du fond diffus cosmologique.
Les scientifiques ont déjà essayé d'éliminer la poussière, mais les cartes obtenues étaient bruitées : là où la poussière est rare, des interférences aléatoires noyaient le faible signal. La nouvelle méthode fonctionne autrement. Elle ne regarde pas chaque point séparément, mais la manière dont la poussière forme des filaments et des amas — comme une toile d'araignée dans le coin d'une pièce. Pour cela, on utilise un outil mathématique qui décompose l'image en textures de différentes tailles et orientations. Ensuite, on ajuste une carte de poussière dont la statistique correspond aux observations du télescope Planck. C'est comme assembler un puzzle sans connaître l'image, mais en sachant que les pièces doivent former un motif précis.
Un test sur une région brillante du ciel a montré que la nouvelle méthode restitue mieux les petits détails des nuages de poussière que les anciennes cartes. C'est important, car ce sont précisément les petits détails qui peuvent se faire passer pour un signal d'ondes gravitationnelles. Si on les confond, on pourrait croire à tort avoir trouvé des traces du Big Bang, alors qu'il ne s'agit que de poussière.
Désormais, les astrophysiciens disposent de deux ensembles de cartes : l'un qui tient compte des interférences aléatoires, l'autre déterministe, qui ne montre que les structures fiables. Les deux aideront à soustraire la poussière des données et à atteindre le fond diffus cosmologique pur. Et alors, peut-être, on pourra voir comment l'Univers s'est étendu dans ses premiers instants — plus vite que la lumière n'a eu le temps de le traverser.
La polarisation de la lumière, c'est comme la direction des oscillations d'une corde sur laquelle on envoie une onde. La poussière de la Galaxie aligne ses particules le long du champ magnétique, et sa lumière devient ainsi polarisée.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Lumière des jours lointains », les télescopes voient à travers tous les obstacles, alors qu'ici les scientifiques luttent contre la poussière cosmique pour scruter les tout débuts.