L’ARTICLE
L'univers primordial, extrêmement dense et chaud était en état d'équilibre thermique, où l'énergie moyenne des particules de matière, quelle que soit leur nature, et celle du rayonnement est comparable.
Tant que la température de l'univers était plus élevée que la température d'ionisation de l'hydrogène (soit de l'ordre de la dizaine d'électron-volts), les photons étaient continuellement en interaction avec la matière qui absorbait ou émettait de la lumière, ou la diffusait comme dans un brouillard : l'univers se comportait comme un plasma. Le libre parcours moyen des photons était alors très court et ces photons n'ont pas pu nous parvenir directement.
L'expansion de l'Univers a ensuite considérablement abaissé cette température, si bien que ces réactions sont devenues de plus en plus rares, au point que les photons n'interagissent plus avec les autres particules : c'est le découplage du rayonnement. Les photons ont alors été figés à la température de l'univers à cette époque, en suivant une distribution de corps noir.
L'univers étant toujours en expansion, cette température a continué à diminuer du fait de l'allongement de la longueur d'onde de ces photons provoqué par la dilatation de l'univers, tout en conservant une distribution de corps noir. Les photons sont ainsi passés du domaine des rayons gammas hautement énergétiques vers le domaine des micro-ondes dans lequel ils sont observés aujourd'hui.
Le fond observé aujourd'hui, correspond donc à ce qui est appelé surface de dernière diffusion, au moment où l'Univers s'est suffisamment refroidi pour que la matière sorte de l'état de plasma et que le libre parcours moyen des photons devienne suffisamment grand (ce qui revient à dire que l'Univers devienne transparent), pour qu'ils puissent traverser les distances considérables nécessaires pour être observés de nos jours.
COMMENTAIRES
Nous sommes heureux de savoir que nous avons à portée d’appareil les traces fossiles datant de 13,7 milliards d’Al, ce qui est de nature à rendre jaloux plus d’un paléontologue. Cette conjonction heureuse entre les calculs mathématiques reliant âge de l’univers, constante de Hubble et température de ces rayons souffre cependant d’un léger défaut à savoir sa traduction dans le réel, sa plausibilité phénoménologique.
Que nous est-il dit en effet ? Que matière est rayonnement cohabitaient jusqu’au moment de leur découplage avec la matière, qu’ils sont devenus indépendants pour aller librement leur propre chemin. Pendant ce temps la matière a commencé son expansion qui a eu pour effet d’allonger la longueur d’onde de ces photons, un peu comme ce fameux ballon de baudruche. Ainsi, l’espace-temps en s’étirant a étendu l’onde des photons.
Or, c’est oublier une caractéristique essentielle des photons de lumière à savoir leur vitesse invariable C. De fait, l’expansion étant assez lente au début pour ne cesser de s’accélérer, ces photons surgis DANS LE MEME TEMPS que la matière se sont éloignés de celle-ci à une vitesse considérablement plus vite de sorte qu’ils auront échappés à l’effet d’étirement de l’espace provoqué par la seule matière.
Comme on le constate, le photon échappe à T=0 à la dilatation de l’espace
En définitive, outre le fait que nous ne croyons pas à cette mécanique étrange de dilatation d’une onde rigide par la seule action de l’espace, il nous apparait que le photon en réchappe dès l’origine de son mouvement. Il nous faut donc trouver une tout autre explication quant à la cause du rayonnement de fond de l’univers.