A plus de quelques centimètres de longueur d'onde, le faible signal est écrasé par le rayonnement stellaire de la Voie Lactée qui masque facilement les faibles fluctuations du fond du ciel.

Il est tout aussi impossible d'enregistrer les courtes longueurs d'onde sur Terre. Le rayonnement micro-onde est absorbé par la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère terrestre. La seule solution consiste à placer sur orbite un satellite ondes courtes, sensibles aux longueurs d'ondes millimétriques entre infrarouge et radio. C'est donc dans ce but que le satellite COBE fut lancé en novembre 1989 à 900 km d’altitude, équipé de trois détecteurs : DIRBE pour cartographier le rayonnement infrarouge proche, FIRAS pour mesurer le rayonnement fossile et DMR pour déceler des fluctuations primordiales aux longueurs d’onde de 3.3, 5.7 et 9.5 mm. Mais les astronomes n'imaginaient pas à quel point ces mesures les étonneraient.

En effet, en avril 1992, les résultats de la mission COBE firent la manchette de tous les journaux et magazines scientifiques du monde. L'astrophysicien américain George F.Smoot[11] du Lawrence Berkeley Laboratory et fondateur du projet annonça que le satellite COBE avait découvert des fluctuations micro-ondes atteignant 1/30 millionième de degré Kelvin à 5 millionième près entre deux points du ciel distants de plusieurs dizaines de degrés. 

Ces fluctuations, bien que très faibles, correspondent à des structures primordiales de 1000 Mpc ou plus vastes encore. Depuis d’autres expériences équivalentes ont révélé des structures de l’ordre de 100 Mpc. En d’autres mots, l’analyse minutieuse des données révéla que la radiation à 2.7 K n’était pas uniforme...  

Mais dès sa publication, Smoot dut combattre les préjugés des astronomes. Il avait déjà découvert en 1977 l'anisotropie du rayonnement fossile[12]. Il récidivait aujourd'hui, en annonçant que ces fluctuations de température confortaient les théories cosmologiques standards y compris la relativité générale. 

Lors de la conférence du 23 avril 1992 à l'American Physical Society, Stephen Hawking considérait même que la découverte de Smoot était "la plus importante du siècle, sinon de tous les temps". Elle balayait la théorie des textures de David N.Spergel et la théorie des cordes cosmiques de Jeremiah P.Ostriker. Cette théorie était même approuvée par Carlos Frenck, Alan Guth ou Andrei Linde dont les modèles CDM et inflationnaire expliquaient ce type de fluctuations.

Le rayonnement du fond du ciel Des fluctuations de densité de l'ordre de 1/100000e de Kelvin sont imprégnées dans le rayonnement micro-onde fossile à 2.73 K. Elles témoignent qu'environ 300000 ans après le Big Bang il existait des zones hétérogènes dans l'univers d'une taille comprise entre 100 et 1000 Mpc. La résolution de ce document atteint 7°. Document COBE.

Le rayonnement à 2.726 K détecté par le satellite COBE épouse parfaitement la courbe d'émission du corps noir, c’est-à-dire la courbe d’émission d’un objet en équilibre thermique à 2.726 K. Il corrobore l'hypothèse de Richard Tolman et de George Gamow selon laquelle l'univers connu une période très chaude dans le passé, indépendante de la nature de la matière, et s’est ensuite refroidit suite à son expansion.  

Grâce à cette percée du Big Bang, tous les cosmologistes considèrent aujourd’hui que de petites fluctuations d'énergie existants peu après le Big Bang se sont étendues avec le reste de l'Univers pour devenir de vastes régions ayant, comparativement au reste, une grande densité. Ces halos extrêmement denses auraient put former les galaxies et les amas de galaxies.

Mais Penzias et Peebles ne sont pas de cet avis si l'on considère le problème de la matière sombre. L'Univers disent-ils, serait moins dense que prévu et ne contiendrait que de la matière ordinaire. Si l'Univers était plus dense il serait constitué de structures que les observations ne confirment pas. Mais les fervents du modèle de la matière sombre rétorquent aux deux adversaires qu'à grande échelle l'existence de la matière non baryonique est prouvée. Il existe également un grand nombre d'objet à 12 ou 14 milliards d'années-lumière. Sans matière sombre, ils n'auraient jamais pu se former à une époque aussi reculée, aussi précoce.

Smoot et son équipe étaient bien conscients que cette découverte n'était pas définitive. A cause de son grand champ de vision - 7 à 90° d’arc - COBE n'a pu mesurer les plus petites variations dans le fond continu de rayonnement. Des petites différences de magnitude sur quelques minutes d'arc apporteraient beaucoup d'informations sur la formation des galaxies et des amas de galaxies. 

Avec une résolution minimale de 7°, les plus petites "rides" pointées sur la carte colorée de Smoot ont une dimension de 500 millions d'années-lumière et sont dix fois plus étendues que les superamas de galaxies que nous voyons aujourd’hui. Les plus vastes régions d’équidensité dépassent largement nos catalogues de galaxies !

Cette découverte a également d'autres retombées. Ces "rides" dans la mer d'énergie ne sont pas temporaires car elles souligneront également de leurs traits le vieillissement de l'Univers.  

La carte de Smoot soulève un problème complexe. Comme nous l'avons vu, cette matière sombre n'explique pas simultanément la formation des grands amas et celle des galaxies individuelles. Les mesures devront être plus précises à l'avenir si l'on souhaite en tirer une théorie plus adaptée aux observations.  

La théorie du Big Bang fut à nouveau confirmée lors du Meeting de l'American Astronomical Society en 1993. John C.Mather de la NASA-Goddard Space Flight Center présenta un nouveau spectre du corps noir sur base des centaines de millions de mesures relevées par COBE. Cette fois, la courbe millimétrique se superposait de façon indistincte sur la courbe théorique du corps noir à 2.726 K ! 

COBE tend à confirmer les théories cosmologiques standards au détriment des théories exotiques que nous venons de voir. En effet des fluctuations de 0.0000003 K obéissent au modèle dit de "Harrison-Zel’dovitch" dans lequel la gravitation joue un rôle majeur et laisse de côté toutes les particules exotiques que nous avons imaginées. Seule la matière sombre est non baryonique. Il garde tous les monopôles mais l'Univers est tellement vaste aujourd'hui que l'inflation les a dilués dans tout son volume. Quant à la courbure de l'espace elle n'est pas mesurable à notre échelle, d'où l'impression de platitude qu'il donne. Le modèle de Harrisson-Zel’dovitch précise que la densité de l’univers doit être très proche (à 0.01%) de sa densité critique.

Grâce aux mesures de COBE, les astronomes peuvent enfin utiliser "officiellement" la théorie inflationnaire sans craindre les critiques. Mais la tâche des astronomes reste difficile car plus de 90% des fluctuations relevées par COBE ne font pas partie de la matière ordinaire. Si l'Univers est réellement plat, avec une densité W = 1, l'Univers est rempli de matière sombre et COBE donnera du travail aux astrophysiciens pendant quelques années encore. Si l'esthétique du modèle inflationnaire plaît à plus d'un chercheur, la relation W = 1 est mythique et confirmera le cas échéant l'unité de la nature.

Les cosmologistes tels Andrei Linde et Alan Guth considèrent que la théorie de l'inflation à un bel avenir. Mais quoi qu'ils disent, compte tenu de nos moyens observationnels il est encore trop tôt pour imaginer de quel scénario les fluctuations de densité sont les vedettes. 

Un fait est à présent acquis : depuis les années 1920 les astronomes attendaient une observation qui viendrait corroborer la thèse du Big Bang. C'est à présent chose faite grâce au satellite COBE. Les fluctuations du rayonnement à 2.726 K ne prouvent pas l'inflation mais confirment que le Big Bang fut suivi par une période très chaude. Ensuite l'Univers s'est vraisemblablement détendu adiabatiquement. Nous savons aussi grâce aux fluctuations que la gravitation a joué un rôle prédominant. Il nous manque évidemment beaucoup de réponses.

Car si les fluctuations ont bien existé, rien n'explique pour quelles raisons le Big Bang s'est produit. Dans ce domaine, physiciens et astrophysiciens sont toujours au stade des spéculations. Nos modèles théoriques n'existent que dans le but d'épouser la réalité. Pour être crédible une "bonne" théorie des fluctuations devra confronter ses prédictions aux observations et à l'expérience, tandis que pour renverser la "théorie-cadre" elle devra être à même d'englober les anciennes lois de ladite théorie. Or à ce jour, ni dans l'espace ni dans les accélérateurs de particules les mystérieux acteurs quantiques n'ont été découverts. Seuls ci et là quelques phénomènes, mais localisés à certaines échelles confirment la validité des théories.

Mais une éprouvette ou un archipel sidéral de 30 millions d'années-lumière n'est pas l'Univers ! Les paris étant toujours ouverts, les physiciens avancent d'autres propositions pour expliquer la structure de l'Univers dès l'instant du Big Bang. 

Ils font appel aux trous noirs primordiaux, à l'explosion des étoiles massives de la première génération, etc. Malheureusement toutes ces propositions ne répondent pas aux questions soulevées par les problèmes majeurs du modèle Standard du Big Bang et que nous avons exposées dans la théorie inflationnaire.

Par leurs effets gravitationnels, il est évident que des entités exotiques ont pu provoquer une "cristallisation" de la matière. Mais l'Univers pèse de tout son poids et nul ne sait dans quel sens penche son avenir. Plongés dans la mer cosmique, notre vision du monde baigne encore dans une écume à demi obscure.

Mais soyons rassuré. Construit en 1986, COBE est déjà dépassé sur le plan technique. Puisqu'on sait maintenant quelle doit être sa sensibilité, la NASA le remplaça en 2007 par le satellite Planck qui dressa la carte du rayonnement du fond du ciel à 9 fréquences différentes comprises entre 30 et 875 GHz avec une résolution de 5' et 10', trente fois supérieure à COBE. Ses résultats permettront de vérifier les différentes versions de la théorie inflationnaire et de fournir des renseignement sur le milieu interstellaire. Les nouvelles découvertes risquent encore de nous surprendre.

Ceci dit, en octobre 2006, John C.Mather et George F.Smoot ont reçu le prix Nobel de Physique pour leurs travaux sur le rayonnement fossile. On peut en conclure que la communauté scientifique et en particulier les cosmologistes soutiennent encore un peu plus la théorie du Big Bang.