Quelle est la plus ancienne lumière que nous puissions voir?
Le fond diffus cosmologique est considéré comme le plus ancien rayonnement électromagnétique détectable pour nous. C'est dans le spectre des micro-ondes, donc on ne peut pas le voir à l'œil nu, mais c'est capté par des "radiotélescopes". Nous l'appelons "lumière" au sens large.
Un aspect remarquable de ce rayonnement de fond est sa quasi-uniformité dans toutes les directions. Les astronomes pensent que l'uniformité est trop forte pour que la source soit vraiment un gros ballon, mais ce serait le cas si tout était aussi éloigné qu'il semble l'être.
Si elle était vraiment aussi grosse qu'elle en a l'air, il faudrait deux fois l'âge de l'univers pour qu'une partie soit affectée par l'autre! Au lieu de cela, les astronomes croient que ce que nous voyons est un très petit corps, qui est devenu plus grand; c'est pourquoi il se ressemble dans toutes les directions. Une partie de la croissance s'appelle l'expansion métrique de l'espace et a un sens différent de la croissance ordinaire.
Comment connaissons-nous l'âge de cette lumière?
L'âge de la lumière de fond cosmique ne peut être déterminé qu'indirectement , d'abord en sachant combien de temps s'est passé le Big Bang, puis en déterminant à quel moment la lumière a été émise au cours du Big Bang.
En comparant la vitesse à laquelle tout semble grossir avec la grosseur de tout, de la même manière que vous pourriez estimer le temps qu'il faudrait pour se rendre à un lieu donné en fonction de la vitesse de la route et de la distance, nous calculons la constante de Hubble . Cela nous aide à calculer le temps écoulé depuis le Big Bang.
En outre, il y a certains « ondes sonores » ( oscillations acoustiques de baryons ) où les vieilles choses que nous voyons, y compris l'arrière - plan cosmologique, plus lumineux et variateur de lumière avec un rythme, comme le pendule d'une horloge. Ils peuvent être mesurés soit de gauche à droite (pour déplacer des objets), soit en visionnant une vidéo (pour des objets fixes). Mesurer ces rythmes et les comparer à la constante de Hubble permet également de calculer le temps écoulé depuis le Big Bang.
Enfin, le fond micro-ondes présente des qualités physiques (température et densité, par exemple) qui nous permettent de déterminer le moment où il a été émis lors de la détente et du refroidissement du Big Bang. Ensemble, en utilisant tous ces calculs, nous définissons l’âge de la lumière de fond cosmique à micro-ondes.
Les astronomes estiment que ce calcul combiné (appelé "LCDM", "Lambda-CDM" ou "Big Bang Cosmology") est très bon, car les différents nombres s'alignent, pour la plupart * . Ils étaient heureux d'annoncer d'autres bons résultats en 2018, à la fin d'une étude intitulée Dark Energy Survey. Néanmoins, puisque LCDM inclut certaines hypothèses qui pourraient ne jamais être validées, et comme il existe encore des écarts inexpliqués, nous ne savons pas si un autre type de calcul serait préférable, à condition qu'il corresponde toujours aux mesures.
Comment savons-nous qu'il s'agit de la plus ancienne lumière?
Ce n’est qu’en pensant aux qualités physiques du fond diffus cosmologique et en pensant au moment où le Big Bang émet sa lumière que les astronomes l’ont identifiée comme la plus ancienne lumière possible dans l’univers, plus ancienne que n’importe quelle étoile ou galaxie. Cela ne nous dit pas quel âge il a par lui-même; En fait, les astronomes veillent toujours à ce qu'il ne s'agisse pas simplement d'une couche de poussière sur le télescope!
À quelle distance se trouve le fond cosmique des micro-ondes?
C'est une question très difficile à répondre. Selon Big Bang Cosmology, le fond cosmique des micro-ondes n’était pas "quelque part", mais il était partout. Et la distance parcourue depuis le Big Bang est différente du temps multiplié par la vitesse de la lumière, en raison de l'expansion métrique de l'espace. Ceci est le résultat de la contraction de longueur relativiste due à la vitesse à laquelle tout se déplace.
L'univers observable est-il plus jeune que le plus grand univers, en supposant qu'il existe?
Le calcul du temps écoulé depuis le Big Bang jusqu'à maintenant donne le même résultat, que vous considériez notre univers observable ou le plus grand univers qui puisse exister. C'est pourquoi l'âge de "notre" univers est le même que celui de "l'univers".
* Différentes études visant à déterminer la constante de Hubble ont donné une pause aux cosmologues ( lien 1 , lien 2 ); En fonction de la partie de l'univers que vous regardez, il peut être proche de 67 ou plus proche de 73 dans les unités standard.