L'écho laissé par la lumière qui a voyagé dans l'espace pendant 13,8 milliards d'années
Le rayonnement de fond cosmique qui révélera les secrets de la naissance de l'univers

« Les Échos du Big Bang » est un ouvrage d'introduction à la cosmologie qui examine le rayonnement de fond cosmique micro-ondes, lequel conserve les premières traces de l'univers né du Big Bang.
Le récit se déroule de manière passionnante, retraçant le contexte depuis le Big Bang, qui explique la naissance et l'évolution de l'univers, jusqu'à la découverte de l'inflation, de la matière noire et de l'énergie sombre.
Elle offre également l'accès le plus facile aux informations astronomiques les plus récentes, depuis la détection des ondes gravitationnelles, sujet du prix Nobel de physique 2017, jusqu'à la théorie des cordes.
L'univers, né d'un point infiniment petit et en expansion à une vitesse toujours croissante, continue de s'étendre.
La théorie du Big Bang, la théorie la plus scientifique expliquant l'univers dans lequel nous vivons, est le fruit des efforts incessants d'innombrables scientifiques, et avec la découverte du rayonnement de fond cosmique, elle a été élevée au rang de science vérifiable.
Le rayonnement de fond cosmique micro-ondes, qui se répand dans l'univers depuis 13,8 milliards d'années, persiste comme un écho à travers notre univers.
De nombreux scientifiques tentent de résoudre le mystère de la naissance de l'univers en filtrant cette lumière, en élaborant des théories, en observant et en les prouvant.
Dans « Échos du Big Bang », nous pouvons examiner non seulement le débat féroce entre la cosmologie du Big Bang et la cosmologie de l’état stationnaire, mais aussi les défis constants auxquels sont confrontés les scientifiques.
Il fournit également des informations concrètes sur « comment faire de la science », ce qui était auparavant perçu uniquement de manière abstraite.
Il regorge de données et d'épisodes riches qui contiennent des informations sur la manière dont les théories scientifiques sont établies et développées, et sur le processus par lequel nous acquérons les connaissances sur l'univers que nous connaissons aujourd'hui.
La découverte et l'observation du rayonnement de fond cosmique, fruit des seuls efforts des scientifiques, ouvrent aux lecteurs une nouvelle perspective sur l'univers.

Grâce aux efforts conjugués d'innombrables scientifiques, nous avons appris énormément de choses sur l'univers en moins de 100 ans.
Mais comme dans tous les domaines scientifiques, plus nous en apprenons sur l'univers, plus les questions se multiplient.
Peut-être la science ne percera-t-elle jamais tous les secrets de l'univers.
C’est pourquoi la science peut être humble.
-Extrait de la « Préface »

« Le processus d’exploration, qui ne s’achèvera peut-être jamais, est la plus grande joie que l’on puisse retirer de l’exploration de l’univers », déclare l’auteur, le Dr Kang-Hwan Lee, astronome et directeur du musée d’histoire naturelle de Seodaemun.
Il est devenu très populaire grâce à ses apparitions anonymes dans le podcast « Sitting with Science », et il s'efforce de rendre la science accessible et amusante pour le grand public.

Que recherche 『Echoes of the Big Bang』
« Si l’univers se rétrécit, n’y aura-t-il pas un moment où sa taille deviendra nulle ? »

L'un des aspects les plus remarquables de l'étude de l'univers est que nous pouvons observer avec une grande précision un point précis dans le temps, au début de l'univers.
Ce point se situe 380 000 ans après la naissance de l'univers, et ce que nous pouvons observer précisément, c'est la lumière primordiale apparue à ce moment précis.
Cette lumière est répartie uniformément dans tout notre univers et peut être vue depuis n'importe quelle direction dans l'espace.
Cette lumière est appelée fond diffus cosmologique car elle apparaît comme le fond de notre univers.
-Page 74

L'astronomie observe la lumière, seul indice que nous offre l'univers, et interprète les résultats.
『Les Échos du Big Bang』 est un voyage à la recherche de la première lumière apparue dans l'univers, le rayonnement de fond cosmique micro-ondes.
Le rayonnement de fond cosmique micro-ondes est une faible lueur qui persiste en arrière-plan de l'univers, provenant d'un point chaud unique après le Big Bang et se répandant uniformément dans tout l'univers.
Parce qu'elle conserve des traces de l'univers primitif, les astronomes observent cette lumière pour étudier le passé de l'univers et, sur cette base, comprendre l'univers actuel.

Lorsque les résultats de COBE ont été annoncés, la communauté astronomique a été submergée d'enthousiasme.
Les astronomes ont commencé à étudier le fond diffus cosmologique pour voir s'il y avait encore des informations à découvrir.
Il est vite apparu que ces infimes variations de température dans l'espace constituaient une mine d'or pour déterminer presque toutes les variables de l'univers.
-Page 138

En lançant dans l'espace des satellites de pointe tels que COBE, WMAP et Planck et en observant le rayonnement de fond cosmique micro-ondes résiduel, les scientifiques dressent progressivement un portrait de notre univers.
Nous savons désormais que l'univers est plat, que la matière noire existe et que l'inflation a eu lieu. C'est grâce au rayonnement de fond diffus cosmologique que nous connaissons aujourd'hui avec une grande précision l'âge de l'univers, estimé entre 10 et 20 milliards d'années, à 13,7 ou 13,8 milliards d'années.
Pour observer de plus près la froide « lumière primordiale », juste au-dessus du zéro absolu, d'innombrables scientifiques ont investi d'innombrables heures dans la construction d'équipements d'observation sophistiqués et dans l'extraction maximale des données.
Les réponses qu'ils ont révélées sur la naissance de l'univers ont changé notre perception du ciel nocturne et ont considérablement élargi les connaissances humaines.


Comment faire de la science : un guide pour les scientifiques honnêtes
« La science ne consiste pas à trouver la bonne réponse, mais au processus qui permet de trouver la bonne réponse. »

En 1924, Hubble découvrit des variables céphéides dans la galaxie d'Andromède, ce qui le conduisit à croire que cette galaxie était beaucoup plus éloignée que la nôtre.
Cette découverte a complètement bouleversé la façon dont l'humanité concevait l'univers jusqu'alors.
Notre galaxie n'était plus l'univers entier, mais seulement une galaxie parmi tant d'autres.
-Page 22

Le secret de la naissance de l'univers, révélé par le rayonnement de fond cosmique micro-ondes, est le magnifique résultat du travail d'innombrables scientifiques qui partagent, rivalisent et observent avec persévérance leurs résultats de recherche.
C'est aussi une histoire passionnante qui, grâce aux efforts des scientifiques, nous a permis de comprendre plus précisément l'univers que nous observons.
« Les Échos du Big Bang » retrace avec minutie des anecdotes peu connues sur des scientifiques célèbres, ainsi que les réalisations et les aspects humains de scientifiques méconnus qui n'ont pas été mis en lumière jusqu'à présent.
Ce livre examine en détail les réalisations de chaque scientifique ayant fait les découvertes les plus importantes de l'histoire, notamment Henrietta Leavitt, l'astronome qui a découvert les céphéides, étoiles essentielles à la mesure des distances dans l'univers ; Milton Humason, qui a secondé Edwin Hubble grâce à ses extraordinaires talents d'observation ; Fritz Zwicky, qui a prédit l'existence de la matière noire prématurément ; Alan Guth, qui a surpris la communauté scientifique en proposant la théorie de l'inflation ; Nancy Boggess, qui a reconnu l'importance du fond diffus cosmologique et a constitué avec succès une équipe ; George Smoot, qui révèle une autre facette d'un brillant scientifique ; David Wilkinson, qui a constamment tracé sa propre voie et a mené à la découverte du fond diffus cosmologique ; et Rainer Weiss, lauréat du prix Nobel de physique en 2017 pour la détection des ondes gravitationnelles.
« Les échos du Big Bang » montre que la science est un processus rigoureux qui consiste à ajouter une brique à l'empilement de briques que de nombreux scientifiques ont observées et vérifiées.


La joie d'étudier les sciences
« Les recherches ne sont pas encore terminées. »

À chaque nouvelle découverte, l'univers soulève de nouvelles questions.
Ceci est probablement vrai non seulement pour l'espace, mais aussi pour tous les domaines explorés par la science.
Nombre des nouvelles questions qui se posent aujourd'hui semblent insolubles à première vue, mais la science a progressé jusqu'ici en résolvant bon nombre de ces questions qui paraissaient autrefois si insolubles.
-Page 236

En général, les théories scientifiques se composent d'hypothèses, de prédictions et de tests.
Lorsqu'un phénomène naturel est observé, on formule d'abord une théorie susceptible de l'expliquer, puis on utilise cette théorie pour prédire de nouveaux phénomènes qui pourraient être découverts.
Et lorsque le phénomène prédit est effectivement observé, l'hypothèse initiale est vérifiée et devient une théorie scientifique.

Lors d'une interview radio à la BBC, Hoyle critiqua la théorie de Gamow, déclarant : « Vous affirmez donc que toute la matière de l'univers a été créée en un seul instant dans le passé lors du Big Bang. » Gamow, doté d'un grand sens de l'humour, trouva cela amusant et baptisa sa théorie la cosmologie du Big Bang.
-Pages 38-39

La théorie du Big Bang est l'explication la plus scientifique de l'univers tel que nous le comprenons actuellement.
Le processus par lequel la cosmologie du Big Bang a été élaborée, à travers un débat acharné qui a duré une décennie avec la cosmologie de l'état stationnaire, les observations du rayonnement de fond cosmique, l'émergence de la théorie de l'inflation et les prédictions de l'existence de la matière noire et de l'énergie sombre, illustre clairement le développement des théories scientifiques.
La théorie de l'inflation a émergé pour résoudre plusieurs problèmes liés à la cosmologie du Big Bang, qui était une hypothèse, et a montré que de minuscules fluctuations quantiques survenues dans l'univers primitif pouvaient croître avec l'expansion rapide et devenir les germes des étoiles et des galaxies qui existent dans l'univers.
Dès lors, la recherche de traces de variations de température infimes qui subsisteraient dans le rayonnement de fond cosmique est devenue une tâche importante.
On a découvert par la suite que la variation de température du fond diffus cosmologique était bien inférieure aux prévisions initiales, et que la matière noire invisible devait jouer un rôle important dans la structuration de l'univers.

La théorie de l'inflation a été développée plus avant grâce aux recherches de nombreux scientifiques et est désormais considérée comme une théorie importante expliquant la naissance et l'évolution de l'univers, au même titre que la cosmologie du Big Bang.
C'est vraiment incroyable de voir comment des problèmes aussi complexes peuvent être résolus avec une idée aussi simple.
-Page 87

Pour tester leur hypothèse, les scientifiques ont recherché de subtiles variations de température dans le fond diffus cosmologique et, en 1992, ils ont observé des différences de température grâce au satellite COBE. Le satellite WMAP, lancé après COBE, a observé le fond diffus cosmologique avec une résolution encore plus fine, ce qui leur a permis d'estimer diverses grandeurs physiques de l'univers avec une précision considérable.
Et le satellite Planck, lancé dans le but de « mettre fin au fond diffus cosmologique », a permis une détermination plus précise des grandeurs physiques de l'univers.
Grâce aux observations continues, la cosmologie standard est devenue une science exacte, capable de s'exprimer par des chiffres précis.
Il s'agit d'une réalisation remarquable, accomplie en moins de 100 ans depuis le début de la cosmologie moderne avec l'observation, en 1929, de l'expansion de l'univers.

En science, le processus est plus important que le résultat.
La crédibilité de la science ne repose pas sur la fiabilité de ses résultats, mais sur la rigueur de sa démarche.
-Extrait de la « Préface »

L'exploration du rayonnement de fond cosmique micro-ondes, telle que décrite dans « Échos du Big Bang », comprend une série de découvertes importantes dans l'histoire du développement de la cosmologie.
Si beaucoup se réjouissent des résultats de la recherche, l'examen des observations et des méthodes de recherche des scientifiques présentés dans cet ouvrage vous révélera qu'au-delà de la « surprise des résultats », vous y puiserez une inspiration quotidienne et éprouverez la joie d'un enrichissement intellectuel sans limites.