Une nouvelle analyse infirme la détection d’ondes gravitationnelles

Près d’un an après que la prétendue détection d’ondes gravitationnelles eut créé une vague d’excitation dans le monde, d’autres recherches viennent d’infirmer ces conclusions.

En mars dernier, l’équipe du télescope BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization – Représentation de la polarisation du rayonnement fossile extragalactique), installé en Antarctique, annonçait la détection d’une polarisation de la lumière provenant de l’espace qui semblait compatible avec la présence d’ondes gravitationnelles.

La présence de telles ondes constitue une prédiction importante de la théorie de l’inflation cosmique. Selon cette théorie, l’univers naissant a connu une période d’expansion ultrarapide immédiatement après le Big Bang, créant des « vagues » d’ondes gravitationnelles qui ont laissé une empreinte dans le rayonnement fossile (ou fonds diffus cosmologique), première lumière de l’univers.

Cependant, d’après des recherches publiées la semaine dernière, c’est la poussière cosmique, et non des échos du Big Bang, qui serait à l’origine du signal détecté par BICEP2.

L’annonce de l’équipe de BICEP2 reposait sur l’interprétation d’un motif dans la polarisation du rayonnement fossile comme étant dû à des ondulations de l’espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, prédites par la théorie de l’inflation cosmique.

Cette observation semblait confirmer de manière spectaculaire la théorie de l’inflation cosmique. Cependant, comme pour toute autre découverte scientifique, il fallait une analyse méticuleuse et une confirmation.

C’est pourquoi lorsque cette apparente découverte a fait les manchettes en mars dernier, certains cosmologistes, dont Neil Turok, directeur de l’Institut Périmètre, ont recommandé la plus grande prudence avant d’attribuer le motif observé à des ondes gravitationnelles.

Il semble maintenant que cette prudence était justifiée : selon une analyse effectuée conjointement par des chercheurs des équipes de BICEP2 et du satellite Planck, les premières observations effectuées à l’aide du télescope BICEP2 pourraient fort bien être dues à la poussière dispersée dans notre galaxie, la Voie lactée. Des grains de poussière microscopiques, tournoyant dans le champ magnétique de la galaxie, semblent maintenant expliquer le motif courbe du rayonnement capté par BICEP2.

Selon l’interprétation initiale donnée à ses mesures par l’équipe de BICEP2, environ 20 % des ondulations mesurées dans le rayonnement fossile étaient dus aux ondes gravitationnelles résultant de l’inflation cosmique. Cette interprétation était toutefois en conflit avec des mesures précédentes effectuées par le satellite Planck, comme le faisait remarquer un article signé entre autres par les professeurs Kendrick Smith, Latham Boyle et Neil Turok, de l’Institut Périmètre.

Quelques semaines seulement après l’annonce de mars dernier, l’Institut Périmètre a tenu la première conférence internationale, intitulée Implications of BICEP2 (Implications de l’expérience BICEP2), portant sur les résultats de cette expérience. Les participants à cette conférence ont abordé les explications possibles de ces résultats, y compris la contamination par la poussière cosmique.

« La science est évolutive et se corrige elle-même, a déclaré Neil Turok. Une prétention erronée a été corrigée plutôt rapidement. Mais ce qui est en jeu est plus important. La théorie la plus populaire sur le commencement de l’univers est maintenant fortement remise en question par l’expérience. Ce sera intéressant de voir si la théorie survivra ou s’il faudra la remplacer par une autre. Nous sommes chanceux de vivre à une époque où des questions sur les tout débuts de l’univers font partie du débat scientifique normal. » [traduction].

– Colin Hunter
 
 
POUR EN SAVOIR PLUS
 

• A Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Planck Data (arXiv)
• BICEP2 and Planck Joint Study: Gravitational Waves Remain Elusive (communiqué de presse de la Fondation nationale des sciences des États-Unis)
• « Scientists Overturn Widely Publicized Big Bang Claim », The Globe and Mail, 30 janvier 2015
• Galactic Dust Sounds Death Knell for BICEP2 Gravitational Wave Claim, physicsworld.com, 3 février 2015