L'inflation cosmique décrit l'expansion extrêmement rapide de l'univers dans la toute première fraction de seconde après le Big Bang. Durant cette phase, l'espace lui-même s'est étendu de manière exponentielle, étirant les fluctuations quantiques microscopiques pour former les graines des structures à grande échelle que nous observons aujourd'hui : galaxies, amas et vides cosmiques.

L'inflation permet d'expliquer plusieurs énigmes de l'univers primitif, telles que son homogénéité remarquable, la platitude de l'espace et l'absence de reliques indésirables prédites par la physique des particules. L'étirement rapide a également amplifié de minuscules fluctuations de densité d'énergie, posant les bases de toute formation de structure ultérieure.

Environ 380 000 ans après le Big Bang, l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les photons se décorrèlent de la matière. Cela a libéré le Fond diffus cosmologique (CMB), une faible lueur de rayonnement maintenant observée dans tout le ciel. Les minuscules variations de température et de polarisation codent la distribution de la matière et les conditions initiales semées par l'inflation.

En étudiant le CMB, les scientifiques peuvent déduire la densité de la matière ordinaire, de la matière noire et de l'énergie noire, ainsi que la géométrie et le taux d'expansion de l'univers. Il constitue une pierre angulaire observationnelle essentielle, reliant les premiers instants de l'expansion cosmique aux structures que nous voyons aujourd'hui.

Les fluctuations quantiques amplifiées pendant l'inflation sont finalement devenues les graines gravitationnelles autour desquelles la matière s'est rassemblée. Sur des millions d'années, les régions légèrement plus denses que leur environnement ont attiré davantage de matière, donnant naissance aux étoiles, aux galaxies et aux amas.

La matière noire, bien qu'invisible, a joué un rôle crucial dans ce processus. Son attraction gravitationnelle a accéléré la formation des structures et façonné la toile cosmique — le vaste réseau de filaments, de vides et d'amas observé dans la distribution à grande échelle des galaxies.

L'évolution de l'univers, depuis sa naissance jusqu'à aujourd'hui, est aujourd'hui mieux décrite par le modèle Lambda-CDM, qui combine matière ordinaire, matière noire et énergie noire. Les observations de la distribution des galaxies, des supernovas et du CMB montrent que l'univers est en expansion depuis 13,8 milliards d'années, l'énergie noire entraînant actuellement une expansion accélérée.

Ce cadre permet aux scientifiques de relier les toutes premières fluctuations quantiques à l'univers observable, créant une histoire cohérente allant de la naissance de l'espace-temps aux structures à grande échelle que nous pouvons cartographier et étudier.