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Une nouvelle analyse des données du futur télescope Euclid permettra de scruter les premiers instants après le Big Bang.
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L'univers est né dans le Big Bang et a immédiatement connu une expansion ultra-rapide — l'inflation. Les fluctuations quantiques se sont imprimées dans le tissu de l'espace comme des rides sur l'eau après qu'on y a jeté une pierre. Ces rides sont devenues les germes des galaxies. En général, les vagues sont aléatoires, mais si l'inflation a été complexe, les crêtes sont légèrement plus hautes à certains endroits — la forme n'est pas un cercle parfait. Attraper une telle asymétrie, c'est lire l'histoire des premiers instants.
Le télescope européen Euclid pourra le vérifier. Dans leur modèle, les scientifiques ont combiné deux approches : l'une mesure la hauteur globale des rides, l'autre capture les motifs triangulaires formés par les crêtes voisines. Ensemble, elles réduisent le bruit et doublent la précision. Le signal le plus pur provient des galaxies lointaines, âgées de la moitié de l'univers. Pour éviter les illusions, les données des galaxies ont été corrélées avec la carte de matière noire — l'échafaudage invisible du cosmos. Ainsi, on pourra distinguer si l'inflation a été simple ou à plusieurs champs, un peu comme deviner si une seule pierre ou plusieurs ont créé les rides.
Primordial non-Gaussianity (PNG) is a powerful probe of the origin of cosmic structure. Stage-IV surveys like \Euclid will measure galaxy $$2$$- and $$3$$-point clustering at high signal-to-noise, whose exploitation requires robust joint analysis. We prepare for Euclid's spectroscopic sample by validating a redshift-space power-spectrum and bispectrum pipeline (one-loop $$P_\ell$$, tree-level $$B_\ell$$) on Euclid-like mocks from Abacus-PNG $$N$$-body simulations with Gaussian and local-PNG initial conditions, using a halo occupation distribution (HOD) tuned to Euclid Flagship 2. We stress-test analysis choices -- PNG-bias parametrisation, priors, and scale cuts -- and perform null tests without PNG. In a `prior-agnostic setup', detection of the dominant PNG term $$\propto f_{\rm NL} \, b_\phi$$ in single redshift bins is difficult; nevertheless, the bispectrum provides constraints on other PNG combinations that partially lift degeneracies. We propose a physically motivated prior on $$b_\phi$$ that yields unbiased $$f_{\rm NL}$$ while accounting for theory uncertainty, and determine scale cuts that give unbiased $$\Lambda$$CDM and $$f_{\rm NL}$$. With $$V_{\rm eff}=16\,h^{-3}\,{\rm Gpc}^3$$ across four snapshots ($$0.8\le z\le1.7$$), our likelihood analyses recover $$<1\sigma$$ bias in $$f_{\rm NL}$$ and $$\Lambda$$CDM. At fixed cuts, $$B_\ell$$ alone reduces $$\sigma({f_{\rm NL}})$$ by $$\sim29$$--$$46\%$$ relative to $$P_\ell$$, and joint power spectrum-bispectrum analysis tightens a further $$\sim8$$--$$13\%$$; the cumulative gain from $$z=0.8$$ to $$1.7$$ is $$\sim2.3$$ for the joint case. The bispectrum quadrupole is key. Our strongest results are at $$z=1.7$$: $$1.9\sigma$$ for $$f_{\rm NL} \, b_\phi$$ (prior-agnostic) and $$2.35\sigma$$ for $$f_{\rm NL}$$ (prior-based). Joint analyses thus offer strong prospects for testing multi-field inflation, pending end-to-end validation in the full Euclid geometry with observational systematics.
Si les ondulations cosmiques étaient parfaitement symétriques, l'univers serait resté monotone, comme un bruit blanc dans un casque, et les structures complexes n'auraient jamais émergé.
Dans « Contact » de Carl Sagan, un message se cache dans le bruit du fond diffus cosmologique. Les astrophysiciens d'Euclid cherchent aussi un signal caché dans les ondulations cosmiques, mais son auteur n'est pas une intelligence extraterrestre — ce sont les lois quantiques de l'univers primordial.
