2015 déclarée Année Internationale de la Lumière

L'année 2015 a été déclarée Année internationale de la Lumière (AIL) par les Nations Unies.
2015 va donc célébrer la lumière, et l'astronomie est une science essentiellement basée sur l'observation de la lumière sous toutes ses formes.
Pour répondre aux grandes interrogations scientifiques dans le domaine de l'astrophysique, depuis un siècle l'humanité investit des milliards de dollars dans des télescopes de plus en plus puissants. La raison principale de cet investissement est de capter toutes informations qui pourraient nous permettre de comprendre l'histoire de l'Univers et donc indirectement notre propre histoire.
Depuis les années 1990, les plus belles images de l'univers dans le domaine visible, proviennent du télescope spatial Hubble (HST). Hubble Space Telescope est un télescope en orbite à 560 km d'altitude et il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Hubble est capable d'observer durant de longues pauses, le fond de l'Univers. C'est une "machine à remonter le temps" qui permet aux astronomes de voir des galaxies comme elles étaient il y a 13 milliards d'années, juste 600 millions à 800 millions d'années après le Big Bang.
Depuis d'autres télescopes sont venus compléter les observations de la lumière dans d'autres domaines de la gamme électromagnétique.
Depuis 1999, le télescope Chandra, l'Observatoire de rayons X, explore l'Univers dans les hautes énergies de la lumière. Chandra est placé sur une orbite haute et elliptique de 16 000 à 133 000 km qui permet de longues périodes d'observation continues dans le domaine des rayons X.

Dans le domaine infrarouge c'est le Télescope spatial Spitzer qui récolte la lumière depuis 2003. Spitzer observe principalement  la composition chimiques de l'univers. Il est spécialisé dans la formation et l'évolution des galaxies primitives, la genèse des étoiles et des planètes. Ces informations masquées par la poussière des nébuleuses, sont visibles dans l'infrarouge. Placé sur une orbite héliocentrique parallèle à celle de la Terre, il fait le tour du Soleil en 372 jours.
Tous les télescopes qui vont succéder à ces trois géants seront adaptés à l'observation d'un domaine spécifique du spectre électromagnétique, c'est-à-dire à différentes longueurs d'onde de la lumière. En effet, les images combinées des grands observatoires aux caractéristiques complémentaires montrent une autre facette des objets cosmiques. Une autre façon de voir l'Univers car toutes les informations sur l'univers nous sont communiquées par la lumière.
2015 nous dévoilera notre histoire, toujours mystérieuse, mais de plus en plus lumineuse car la matière et la lumière sont intensément couplées...

N. B. : Entre la longueur d'onde (λ) et la fréquence (ν) existe la relation suivante : ν = c / λ
ν = fréquence d'onde en hertz
c = vitesse de la lumière dans le vide en m/s
λ = longueur d'onde en mètre

Notre Univers est vieux de 13,7 milliards d'années, si la lumière existe depuis le commencement, elle ne se propage pas depuis la "naissance de l'Univers".
Au début, le système tout entier est dans un état que les mathématiciens appellent une « singularité ». Dans cette singularité, certaines grandeurs physiques telles que la densité ou la température sont infinies. Le tout est dans un état purement théorique, c'est pourtant le début de notre histoire, celle de la lumière.
Très tôt la première force, la force nucléaire forte va assembler les quarks, 3 par 3 pour donner les protons et les neutrons et former les noyaux d’hydrogène.
A une certaine densité et une certaine température (≈3000 K), les photons obtiennent une complète liberté. Lorsque l'Univers s'est suffisamment étendu, l'espace entre chaque particule de matière (proton et électron) est suffisant pour que la lumière s'en échappe. La lumière qui apparait alors, va pouvoir voyager avec l'espace inflationnaire.
L'Univers n'est plus opaque mais transparent.
380 000 ans après le commencement, l'ère matérielle apparait avec la force électromagnétique, celle qui construit les premiers atomes d’hydrogène et d’hélium.

L'Univers toujours en expansion et en refroidissement voit la force gravitationnelle regrouper les atomes en structures de plus en plus complexes. C’est la naissance des galaxies qui dans leurs cœurs abritent les stars du ciel, les étoiles que nous voyons évoluer depuis 13 milliards d’années.
Dans les étoiles, les protons fusionnent pour former des noyaux de deutérium selon des processus liés aux interactions faibles, la force nucléaire faible.
Ces noyaux de matière servent ensuite à l'édification de la pyramide des noyaux plus massifs (hélium 3, hélium 4, lithium, béryllium, bore, carbone,...).
L'énergie dégagée est emportée à 98% sous forme d'énergie lumineuse par les photons. C'est cette information de la lumière que nous captons aujourd'hui et qui nous permet de reconstituer notre histoire.
La lumière a donné naissance à la matière et à l'antimatière et lorsque la matière et l'antimatière se rencontrent, elles restituent la lumière qui les a créé.
Lumière et information sont liées alors 2015 sera l'Année Internationale de la Lumière et de l'Information.