Selon le modèle du Big Bang, l’univers actuel a émergé d’un état extrênement dense et chaud, il y a environ 13,7 milliards d’années. Ce modèle s’appuie sur trois « piliers », trois types d’observations:

• L’univers est en expansion, les galaxies s’éloignent de nous d’autant plus vite qu’elles sont loin.
• La composition de l’Univers en éléments légers : hydrogène, hélium, deutérium, ne peut s’expliquer que si ces éléments se sont formés lors du refroidissement de l’univers primordial extrêmement dense et chaud.
• Dans son enfance, cet univers très dense et chaud était très lumineux. Cette lumière a été considérablement diluée par l’expansion de l’univers. On observe encore son éclat dans tout le ciel, appelé rayonnement fossile cosmologique, dans le domaine des micro-ondes (entre l’infrarouge et les ondes radio).

Planck observe les reliques de cette première lumière, connue comme le fond diffus cosmologique, ou le rayonnement cosmique fossile. Planck « photographie » donc l’univers tel qu’il était il 380 000 ans après le Big Bang, bien avant la formation des premières étoiles, galaxies et amas de galaxies.

Le satellite balaie l’intégralité de la voûte céleste avec une capacité de discerner des détails fins et une sensibiilté en température bien supérieures à celles de ses prédécesseurs, les satellites américains Cobe¹ et WMAP², lancés respectivement en 1989 et 2001. Planck dispose à son bord d'un télescope d’un diamètre de 1,5 m ainsi que 2 instruments : LFI³, un instrument micro-ondes développé en Italie, et HFI⁴, un instrument submillimétrique développé sous maîtrise d’œuvre française.

Le satellite fournira une cartographie du ciel d’une précision sans précédent des inhomogénéités de témpérature et de polarisation du rayonnement cosmique fossile. L’un des 2 instruments, HFI, fourni par la France, est notamment capable de détecter des fluctuations de température de l’ordre du millionème de degré autour de la température du rayonnement fossile de 2,7 K, grâce à des capteurs refroidis à seulement 0,1 K au dessus du zéro absolu, soit à - 273°C.

De ces données d’une extrême précision, on déduira des informations fondamentales sur la naissance et l’évolution de l’Univers, en particulier sur la période d’inflation qui a suivi le Big Bang pendant laquelle toutes les distances dans l’Univers ont été mulitipliées par un facteur … astronomique. Planck devrait aussi nous apprendre comment de minuscules grumeaux de matière ont pu donner naissance aux galaxies et amas de galaxies sous l’effet de la force de gravité.

Planck a été lancé le 14 mai 2009 par Ariane 5, en compagnie du satellite Herschel, qui étudie la naissance et l’évolution des étoiles et des galaxies. Les deux satellites ont été placés en orbite au 2^e point de Lagrange, situé à environ 1,5 millions de km de la Terre et à l’opposé du Soleil. Dans cette position, ils sont plus faciles à refroidir et protégés du rayonnement du Soleil, de la Terre et de la Lune qui pourraient perturber leurs mesures.

La réalisation de Planck a été confiée à Alcatel Space Industries sous contrat ESA. Le CNES contribue au financement de la mission via l’ESA et à la réalisation de l’instrument HFI en partenariat avec le CNRS.

_{1 Cobe : COsmic Background Explorer
2 WMAP : Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
3 LFI : Low Frequency Instrument
4 HFI : High Frequency Instrument}