Dans les premiers instants après le Big Bang, l'Univers était incroyablement chaud et en expansion rapide. Grâce aux travaux de Georges Lemaître et Edwin Hubble, nous savons que cette expansion se poursuit aujourd'hui. Et en 1965, Arno Penzias a découvert par hasard l'écho de ces événements : une faible lueur appelée rayonnement fossile. Elle conserve les empreintes des processus qui faisaient rage au berceau du cosmos.

Pour scruter au-delà du monde familier, les scientifiques ont utilisé une méthode rappelant la spectroscopie — habituellement employée pour déterminer la composition des étoiles à partir de leur lumière. Ici, ils ont cherché dans le fond diffus cosmique des motifs particuliers qui pourraient trahir l'existence de particules provenant d'autres dimensions. Ces recherches s'appuient sur le principe d'incertitude et le phénomène de superposition, qui permettent aux particules d'apparaître brièvement du vide. Les effets d'intrication quantique et de dilatation du temps dans un espace en expansion peuvent modifier le tableau attendu. Tout cela dépasse largement le cadre du modèle standard — notre meilleure description du monde des particules élémentaires.

L'analyse des données du satellite Planck n'a montré aucun signal incontestable, mais a permis d'établir des contraintes strictes. Autrement dit, si des dimensions supplémentaires existent, leur influence doit être très faible. Cela est important pour les théories reliant la matière noire à des particules multidimensionnelles, et pour comprendre comment les ondes gravitationnelles ont pu naître dans l'Univers primordial. Même l'augmentation de l'entropie — la mesure du désordre — aide à construire de tels modèles. Et le rayonnement fossile lui-même, voyageant à la vitesse de la lumière, reste un messager idéal, nous apportant des nouvelles venues du fond des temps.