PENZIAS ARNO ALLAN (1933-2024)
Découverte du fonds diffus cosmologique
En 1963, Penzias est rejoint par Robert Woodrow Wilson (né en 1936) qui vient d’obtenir un doctorat de physique au California Institute of Technology (Caltech) sur le sujet de la radioastronomie galactique ; deux ans plus tard, les deux hommes découvrent presque par hasard le rayonnement fossile de l'explosion primordiale, découverte qui leur vaudra de partager le prix Nobel de physique en 1978.
Robert Herman (1914-1997), Georges Gamow (1904-1968) et son étudiant Ralph Alpher (1921-2007) avaient compris dès 1948 que, dans la théorie du big bang, l’Univers a été dominé par un rayonnement électromagnétique aux époques primordiales et qu'un fond thermique, équivalent au rayonnement d'un corps noir porté à une température estimée à 5 kelvins environ, doit en constituer la trace observable. Au début des années 1960, la recherche de ce rayonnement est remise à l'ordre du jour par l'équipe du théoricien soviétique Iakov Zeldovitch (1914-1987) à Moscou et celle de Robert H. Dicke (1916-1997) à Princeton. Après avoir soigneusement calibré leur antenne à cornet de 6 mètres de longueur et accordé leur récepteur micro-onde sur une longueur d'onde de 7,5 centimètres, Penzias et Wilson remarquent, en 1965, qu'un « bruit », correspondant à une température de 3 kelvins environ, subsiste quel que soit l'endroit du ciel visé. Ils éliminent une à une toutes les possibilités liées à des imperfections de leurs instruments, allant jusqu’à démonter leur antenne afin d’éliminer toutes traces de fientes d’oiseau susceptibles de perturber leurs mesures. Ils publient leur résultat en mai 1965 dans le journal de la Société américaine d’astronomie par un court article intitulé « Mesure d’un excès de température d’antenne à 4 080 Mc/s [4 080 MHz)] », précédé d’une brève introduction théorique écrite par Dicke et ses collaborateurs. Quelques mois plus tard, le groupe de Princeton confirme leur découverte avec une antenne accordée sur une longueur d'onde de 3,2 centimètres et montre que le spectre d'énergie du rayonnement suit la loi des corps noirs.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
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