Si vous êtes assez vieux, vous avez probablement vu les restes du Big Bang à la télé

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Crédits : Yaraslau Saulevich/iStock

Il y a plusieurs décennies, une statique familière sur les anciens téléviseurs analogiques est devenue bien plus que de simples interférences. Ce phénomène visuel, souvent perçu comme de la « neige » à l’écran, révélait en effet un secret cosmique fascinant : le fond diffus cosmologiste issu du Big bang. 

Un étrange signal omniprésent lié au Big Bang

L’histoire fascinante de la découverte du fond cosmique des micro-ondes (CMB), ou fond diffus cosmologiste, remonte à 1964, lorsqu’Arno Allan Penzias et Robert Woodrow Wilson travaillaient au radiotélescope de Bell Labs à Holmdel, dans le New Jersey. Penzias et Wilson avaient d’abord détecté un bruit de fond mystérieux, un signal constant présent, quelle que soit la direction vers laquelle ils pointaient le télescope. Ce bruit était comparable à l’électricité statique que l’on pourrait entendre sur une radio mal réglée.

Au début, les deux chercheurs soupçonnaient que le bruit provenait du télescope lui-même, d’interférences urbaines ou même de pigeons qui nichaient dans l’antenne du télescope. Cependant, après avoir éliminé ces sources potentielles de perturbation, le bruit persistait toujours dans toutes les directions indépendamment de la portion du ciel vers laquelle le télescope était orienté.

Finalement, Penzias et Wilson réalisèrent que le bruit était en fait le CMB, un rayonnement résiduel du Big Bang qui baigne l’Univers. Ce rayonnement aurait été émis lorsque l’univers était encore très jeune (âgé d’environ 380 000 ans).

Qu’est-ce que le fond diffus cosmologiste ?

Pour rappel, le Big Bang est le modèle cosmologique qui décrit l’origine de l’Univers. Il postule qu’il a commencé à partir d’un état extrêmement chaud et dense et a ensuite commencé à se dilater. Ses premières étapes étaient caractérisées par des conditions extrêmes avec des températures et des densités énormes.

Environ 380 000 ans après le Big Bang, il s’était alors suffisamment refroidi pour permettre la formation des premiers atomes, principalement d’hydrogène et d’hélium. C’est à ce moment-là que le rayonnement cosmique des micro-ondes a été émis.  À ce stade, l’Univers était devenu suffisamment transparent pour permettre aux photons (des particules de lumière) de voyager librement à travers l’espace. Ces photons émis se sont ensuite refroidis, passant des températures extrêmement élevées aux températures plus basses associées aux micro-ondes.

La découverte du CMB par Arno Allan Penzias et Robert Woodrow Wilson en 1964 avait donc fourni une preuve cruciale de la théorie du Big Bang.

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Une carte du fond diffus cosmologique prise par la mission Planck de l’ESA. Crédits : NASA

Un signal capté par nos antennes

Les radiotélescopes ne sont pas le seul moyen d’accéder au rayonnement cosmique des micro-ondes (CMB). Si vous avez vécu à l’époque des télévisions analogiques ou possédé une radio analogique, il y a de fortes chances que vous ayez déjà rencontré les vestiges du Big Bang. Voici comment cela fonctionne : lorsque vous étiez entre les chaînes sur un vieux téléviseur analogique, l’écran affichait souvent un motif de neige ou de statique. Cette interférence visuelle était un phénomène courant à l’époque des signaux analogiques. Une partie de cette statique provenait alors de ce fameux rayonnement cosmique des micro-ondes. En effet, les antennes des télévisions et radios captaient divers signaux, y compris une partie du CMB.

En d’autres termes, les grésillements sur les anciens téléviseurs analogiques étaient en partie le résultat de la détection du rayonnement cosmique des micro-ondes, ajoutant une dimension cosmique à une expérience quotidienne.

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Crédits : Yaraslau Saulevich/iStock

Cependant, il est important de noter que la plupart de la statique était due à d’autres formes d’interférences, telles que des signaux électromagnétiques indésirables. Ce rayonnement fossile représentait finalement seulement 1% de la « neige » visible sur les téléviseurs de l’époque.

Avec le passage à la télévision numérique, la statique telle qu’elle était connue sur les télévisions analogiques a largement disparu. La transmission numérique est moins sujette à ces formes d’interférences.