Comme on le sait, l’exploration des galaxies lointaines va déboucher sur l’une des théories les plus populaires des temps modernes : la théorie du big-bang.

Cette théorie développe l’idée qu’au début de l’univers, de notre univers, se serait produit un événement gigantesque, un formidable coup de chaleur qui aurait en quelques fractions de millième de seconde tout à la fois créé la matière à partir de rien, fabriqué les premiers éléments chimiques (hydrogène et hélium) et, enfin, projeté aux quatre coins de l’univers cette matière primitive dont le volume initial était réduit à un micro-point, une minuscule tête d’épingle. La matière expulsée et lancée à des vitesses vertigineuses se serait alors organisée en galaxies, en étoiles, pour finalement donner naissance à notre univers.

Cette théorie, qui intègre aujourd’hui les connaissances les plus élaborées de la physique depuis la théorie des particules élémentaires jusqu’à la relativité, s’appuie sur des observations astronomiques fiables et de solides calculs théoriques.

Hubble parvient à estimer la distance
de ces galaxies lointaines

La première observation qui a alimenté la théorie du big-bang est due à Hubble et concerne l’éloignement des galaxies. En observant les galaxies lointaines, celles dont l’image dans nos télescopes n’est qu’une tache lumineuse, assez pâle, Hubble constate que les spectres optiques sont décalés vgrs le rouge. Or ce décalage vers le rouge a une explication physique simple : c’est l’effet Doppler, le fameux effet qui fait qu’un train qui s’approche fait un bruit plus aigu qu’un train qui s’éloigne. En optique, il en est de même : si les spectres optiques sont rougis, c’est que les objets qui les émettent s’éloignent de nous. À l’aide de calibrages complexes et parfois acrobatiques, Hubble parvient à estimer la distance de ces galaxies lointaines. Or, surprise, plus elles sont éloignées et plus elles s’éloignent vite.

Cette observation fondamentale n’a
jusqu’ici jamais été démentie.

Inversons le temps, multiplions par dix ou douze milliards d’années, et les voilà toutes rassemblées en un point. Les galaxies étaient là, toutes contenues en ce point dont elles se sont éloignées, certaines plus rapides que d’autres sont aujourd’hui plus éloignées de nous. Cette observation fondamentale de Hubble n’a jusqu’ici jamais été démentie. Les progrès ultérieurs l’ont au contraire constamment confortée en la précisant.

Le « bruit fossile de l’univers »

La seconde observation est survenue plus tard : c’est le « bruit fossile de l’univers » . Lorsqu’eut lieu le big-bang, la chaleur était si forte que des ondes ont été envoyées partout dans l’univers. Mais avec le temps, ce rayonnement a été refroidi et l’on a pu calculer qu’il devait être de 2,3 degrés absolus (- 273 C) aujourd’hui. Or, en observant le ciel avec un radiotélescope, Penzias et Wilson ont constaté que dans toutes les direction de l’univers il y existait effectivement un rayonnement radio, dont le spectre correspond à celui prévu par le calcul. Là encore, tous les travaux subséquents n’ont fait que préciser la découverte initiale de Penzias et Wilson. Le satellite Cobbe, par exemple, a récemment complété et précisé leurs observations et affiné la valeur de la température obtenue.

(Claude Allègre, Dieu face à la Science, p 78)