Remarquable : le Prix Nobel de physique 2019 récompense des experts de domaines a priori distincts, mais unis par leur impact sur notre compréhension de l'Univers.
Le Canadien James Peebles reçoit la moitié des 9 millions de couronnes suédoises « pour ses découvertes théoriques en cosmologie physique ». L'autre moitié est partagée entre les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz « pour la découverte d'une exoplanète orbitant autour d'une étoile du type Soleil ». Ensemble, cosmologie et exoplanètes ont transformé notre perception de l'Univers et de notre place en son sein.
La découverte de Mayor et Queloz est emblématique : en octobre 1995, ils annoncent la première exoplanète autour de l'étoile 51 Pegasi. « Cette avancée a révolutionné l'astronomie : plus de 4 000 exoplanètes ont été identifiées dans la Voie lactée, avec des mondes étranges aux tailles, formes et orbites variées », souligne l'Académie royale de Suède.
Les apports théoriques de Peebles sont plus subtils. Nos connaissances sur l'Univers s'appuient sur le « modèle standard de cosmologie », décrivant son évolution depuis le Big Bang. Bien que fruit de multiples contributions, dont la relativité d'Einstein, Peebles y a joué un rôle pivotal.
Ce modèle concorde avec les observations actuelles et passées, grâce au rayonnement cosmique de fond micro-ondes (CMB), « photo fossilisée » de l'Univers bébé émise peu après le Big Bang.
Découvert en 1964 par Arno Penzias et Robert Wilson (Prix Nobel 1978), ce signal parasite – initialement attribué à des excréments de pigeons ! – s'est révélé être l'écho du Big Bang, corroboré par les calculs de Peebles. Dans un article de 1965, il prédit que les fluctuations de température du CMB (un centième de degré) expliquent la formation des galaxies. Confirmées dans les années 1990 par COBE, puis affinées par WMAP et Planck, ces prédictions ont propulsé la cosmologie en science de précision.
La cosmologie n'était plus une spéculation, mais une science
Selon le comité Nobel, Peebles et le regretté Yakov Zeldovich ont inauguré une ère nouvelle : « Les lois de la physique s'appliquent à l'Univers entier, faisant de la cosmologie un outil pour de nouvelles découvertes. » Peebles insiste : « La théorie sans observations n'a pas de sens. » Son ouvrage Cosmologie physique (1971) a inspiré des générations à allier théorie et mesures.
Des mystères persistent : 26 % de matière noire et plus de 70 % d'énergie noire défient encore la physique. « Un défi majeur », note l'Académie.
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