Cosmologie et physique fondamentale

Nous traitons de l’Univers dans ses plus grandes dimensions. La question de l’émergence de l’espace, plus connue sous l’appellation de big bang, est à l’évidence une question centrale et requiert l’étude des premiers instants de l’Univers, i.e. l’Univers le plus distant  (en raison de la vitesse finie de la lumière). L'univers est devenu transparent à la lumière . 180 000 ans après le big bang et cette première lumière est aujourd'hui observée sous la forme d'un rayonnement, le fonds cosmique micro-ondes (CMB). Interroger l'époque proche du big bang (l'inflation) nécessite l'identification de détails infimes sur la carte des fluctuations du CMB (pour lesquelles G. Smoot a reçu le prix Nobel en 2006) et des méthodes de mesures d’une précision en conséquence. Une autre approche prometteuse est la détection des déformations de l'espace temps à travers les ondes gravitationnelles. Ces ondes pourraient s'être formées juste après le big-bang et fourniraient la seule information directe sur la nature de l'univers à cet instant. Depuis ces époques primitives, l'expansion de l'univers s'est ralentie et en 1998 on a découvert que son expansion avait subi à nouveau une accélération depuis 4 milliards d'années. Cette accélération est attribuée à une forme d'énergie inconnue, appelée énergie sombre. L'identification de cette énergie a été définie par les communautés d’astrophysique et de physique fondamentale comme un objectif prioritaire pour les 10 prochaines années. Ceci est bien lié à la question du futur de notre univers.