Soupe primordiale
Pour comprendre l' Univers primordial, WMAP, sonde au regard perçant, a examiné les fluctuations de l'horizon cosmologique. De ses informations, l'âge, la géométrie et l'évolution de l'Univers se révèlent à nous.
Durant les premières 300 000 années, la température de l' Univers excédait les 4 000 °K et l'hydrogène était toujours ionisé. L'électron de l'atome d'hydrogène était si excité qu'il ne pouvait pas se liait d'amitié avec son proton. Ainsi, l' Univers primitif était une soupe bouillante de protons et d'électrons très excités. Ce gaz chaud émettait constamment des particules de lumière appelées photons qui diffusées et étaient réabsorbées et qui sont finalement la source du rayonnement fossile.
Tant que le gaz restait ionisé, ces particules pleines d'énergie restaient en interaction avec les photons, électrons et protons pour former un simple fluide brûlant. Le comportement du fluide a des implications sur le déplacement des ondes à travers le gaz. Si nous pouvions trouver un enregistrement fossile de ces ondes, nous pourrions étudier une grande quantité de propriétés sur le milieu dans lequel elles se déplacèrent et ainsi connaître les propriétés physiques de l' Univers d'antan. Notre grande chance, c'est que le rayonnement fossile contient cet enregistrement fossile.
Lorsque WMAP observa le fond de ciel, il regarda en arrière l'instant où les électrons libres rayonnèrent pour la première fois. Cet horizon cosmologique, comparable à la surface des nuages, est appelée "surface de diffusion finale" (surface of last scatter) par les anglo-saxons. S'il y avait des caractéristiques marquées sur cette surface extérieure (régions plus brillantes ou plus sombres que la moyenne), elles resteraient marquées jusqu'à aujourd'hui, car la lumière émise voyage à travers l'Univers sans difficulté. Ainsi les observations du rayonnement fossile sondent directement les conditions physiques de cette époque, c'est-à-dire 300 000 ans après le Big bang.
Lorsque la température tomba au-dessous de 4 000°K, les électrons et les protons furent capables de se combiner pour former l'hydrogène neutre. L'hydrogène est presque complètement transparent au rayonnement fossile, ainsi au-dessous de cette température, les photons purent se propager librement à travers l'Univers. L'apparence d'un ciel nuageux est une bonne analogie. Les gouttes d'eau diffusent la lumière visible un peu comme les électrons libres diffusent les photons du rayonnement fossile. Mais la vapeur d'eau est presque transparente à la lumière visible, comme l'hydrogène neutre est presque transparent au rayonnement fossile. Le rayonnement fossile, issu de l'horizon cosmologique, trouve son analogie dans la lumière traversant les nuages pour atteindre notre oeil.
Sources: http://jcboulay.free.fr/astro/sommaire/astronomie/univers/page_univers2.htm