Remise du prix Gruber de cosmologie 2019 à Nicholas Kaiser et Joseph Silk

Le rayonnement de fond cosmique a été émis 380000 ans après le « Big Bang » et il est détecté aujourd’hui dans le domaine des micro-ondes par des observatoires comme le satellite européen Planck, qui a bénéficié d’une contribution française essentielle. L’observation du rayonnement de fond, depuis sa découverte en 1965,  a permis d’observer l’état de l’Univers à ses premiers instants et de mesurer l’organisation primordiale de la matière dont l’évolution, sous l’effet de la gravité, mène à la distribution actuelle de galaxies et d’amas. Dans un article qui a fait date, en 1968, trois ans seulement après la première observation du rayonnement, Joseph Silk a montré comment calculer certaines propriétés de ce rayonnement , en particulier aux échelles plus petites que celle dite de « l’amortissement de Silk ».

Pour expliquer les propriétés du rayonnement de fond cosmique et la distribution actuelle des galaxies et amas, les astronomes doivent supposer l’existence d’une « matière noire », invisible. Dans une série d'articles initiée en 1984, Nicholas Kaiser a proposé divers outils mathématiques permettant d’étudier la distribution de matière noire à partir des relevés de la distribution des galaxies. En 1987, il a également montré comment la distribution des galaxies observée dans les grands relevés spectroscopiques était affectée par les mouvements de celles-ci sous l’effet de la matière noire. Et en 1992, il a montré qu’en utilisant les infimes distorsions de la forme observée des galaxies dues à l’effet de lentille gravitationnelle – une des conséquences de la relativité générale -- il était possible de mesurer la distribution de la matière noire dans l'Univers. L’observation de la distribution des galaxies et l’exploitation de l’effet de lentille gravitationnelle sont les objectifs principaux du futur satellite européen Euclid (lui aussi avec une forte participation française) actuellement en construction.

Si l’on peut ainsi observer des effets de la présence de matière noire, sa détection par des méthodes directes ou indirectes reste un défi. En 1984, Joseph Silk a proposé des signatures indirectes des particules de matière noire qui seraient causées par leur auto-annihilation conduisant à la production de gerbes de particules détectables depuis la Terre.

Les travaux de Joseph Silk et de Nicholas Kaiser ont donc été déterminants pour la cosmologie moderne. Si chacun d'eux a aussi apporté d’autres contributions importantes à son domaine, il reste que leurs  travaux indépendants mais complémentaires sur le rayonnement de fond cosmologique et sur la matière noire ont ouvert des voies nouvelles et essentielles pour notre compréhension de l’Univers.

La conférence « CosmoGold, l’âge d’or de la cosmologie, de Planck à Euclid », est dédiée à l’utilisation des données de Planck (qui a observé le rayonnement de fond cosmologique) et d’Euclid (qui observera la distribution de matière noire dans l’univers), deux satellites européens à forte contribution française et dans lesquels l’Institut d'astrophysique de Paris (CNRS/Sorbonne Université) tient un rôle majeur, au côté de nombreux laboratoires français. Cette conférence internationale très renommée s’inscrit dans le programme annuel des colloques de l’Institut d’astrophysique de Paris, dont elle est la 35ème édition. Elle réunit à Paris,120 des meilleurs experts internationaux de la thématique. C’est donc très logiquement, au vu des affiliations actuelles de Nicholas Kaiser (LPENS, Paris), et Joseph Silk (IAP, Paris) et du sujet de la conférence, directement lié aux travaux séminaux pour lesquels ils ont été récompensés, que la fondation Gruber a proposé d’organiser la remise de son prix en clôture de la conférence.

La fondation américaine Peter and Patricia Gruber fondée en 1993, est active dans le domaine du soutien à la recherche scientifique dans différents domaines dont la cosmologie. Elle remet depuis 2001 un prix annuel de cosmologie qui est considéré par la communauté astronomique mondiale, de par la qualité de son jury et de ses lauréats comme le « Nobel de la cosmologie ». Le prix consiste en une médaille d’or (qui sera remise lors de la cérémonie à l’Institut d’astrophysique de Paris) et une somme de 500000$ partagée entre les lauréats. La cérémonie sera diffusée en direct sur internet. En 2018, le prix Gruber de cosmologie avait été décerné conjointement à Jean-Loup Puget (IAS Orsay et LPENS, Paris), Nazzareno Mandolesi (INAF, Bologne Italie) et à la collaboration Planck. On compte 7 lauréats des différentes éditions du prix Gruber de cosmologie parmi les participants de la conférence « CosmoGold ».