Si vous suivez l’actualité, l’image ci-contre doit vous être familière. Il s’agit de la carte du rayonnement fossile de l’Univers, publiée cette semaine en grande pompe par l’Agence Spatiale Européenne, et qui a été établie grâce aux données collectées depuis 4 ans par le satellite Planck.
Après la découverte du boson de Higgs par le CERN en juillet dernier, c’est donc la deuxième fois en moins d’un an qu’une avancée scientifique fait la une des journaux. Mais tout comme le boson de Higgs, pas forcément facile de comprendre vraiment de quoi il s’agit et pourquoi c’est important.
Je vais donc essayer de faire la lumière sur le rayonnement fossile !
Le rayonnement fossile, une découverte fortuite
Cela fait maintenant plusieurs dizaines d’années que la théorie du Big Bang est universellement acceptée. Mais comme pour toute théorie révolutionnaire, il n’en a pas toujours été ainsi : bien qu’elle ait été formulée dans les années 30, de nombreux chercheurs ont longtemps estimé que l’on manquait de preuves. Le terme « Big Bang » a d’ailleurs été inventé comme une expression ironique par un de ses détracteurs.
On peut comprendre les réticences de certains opposants de l’époque : la théorie du Big Bang nous dit qu’il y a bien longtemps, l’Univers était fabuleusement chaud, dense et ratatiné sur lui-même; il devrait donc bien rester quelque part des traces de cette époque incroyable ! Dans les années 40, le physicien Ralph Alpher a justement essayé d’apporter une réponse à cette question, en prédisant que l’ensemble de l’Univers devait être baigné d’un faible rayonnement électromagnétique, une sorte de fossile datant de l’époque du Big Bang. Sauf qu’à l’époque, personne n’avait trouvé un tel rayonnement !
C’est en 1964 que deux radio-astronomes, Penzias et Wilson finissent par découvrir par hasard ce rayonnement fossile : à l’aide d’une antenne (que l’on voit ci-contre), ils cherchaient à capter tout autre chose, mais n’arrivaient pas à s’affranchir d’un bruit persistant. Ils ne connaissaient pas les travaux d’Alpher, mais la communauté finit par se convaincre qu’ils avaient bel et bien mis la main sur le fameux rayonnement fossile.
Cette découverte fut la plus spectaculaire des confirmations de la théorie du Big Bang, et valu à Penzias et Wilson le prix Nobel en 1978…mais rien pour Alpher qui avait pourtant prédit son existence (une injustice dont les théoriciens mettront longtemps à se remettre.)
Le rayonnement fossile, qu’est-ce que c’est ?
On entend parfois que le rayonnement fossile, que l’on appelle aussi fond diffus cosmologique (Cosmic Microwave Background ou CMB en anglais) est une image de la naissance de l’Univers. En réalité, il s’agit plutôt d’une photo de son adolescence tumultueuse. Voyons un peu le déroulement des faits.
Lors de sa prime enfance, l’Univers était tellement chaud que la matière telle qu’on la connait aujourd’hui n’existait pas encore. Quelques instants après le Big Bang, les premières particules comme les protons et les neutrons apparaissent. Mais il fait encore bien trop chaud pour que les électrons se joignent aux protons pour former des atomes. Les protons et les électrons sont donc séparés les uns des autres, et la matière est dans cet état que l’on appelle plasma.
Mais au fur et à mesure que l’Univers s’étend, il se refroidit et sa température finit par passer sous les 3000 degrés. A cette température plus modérée, les électrons peuvent enfin rejoindre les protons et former les premiers atomes stables. Ce phénomène est appelé la recombinaison, et il s’accompagne d’un grand changement. Quand les protons étaient seuls, ils passaient leur temps à émettre et absorber de la lumière. Celle-ci ne pouvait donc jamais voyager bien loin car le moindre proton qui se trouvait là pouvait l’absorber. Mais une fois que les protons se sont associés aux électrons pour former les atomes, ils deviennent presque indifférents à la lumière qui passe près d’eux : la matière devient transparente et la lumière peut se propager sans encombres.
La recombinaison s’est produite environ 380 000 ans après le Big Bang, et puisque la lumière émise à l’époque n’a ensuite presque plus interagi avec la matière, elle se propage depuis 14 milliards d’années à travers l’Univers : c’est cette lumière qui constitue le rayonnement fossile. Comme je vous le disais, ce rayonnement n’est donc pas exactement une image de la naissance de l’Univers, mais plutôt de ce que ce dernier était à l’âge de 380 000 ans.
Un rayonnement glacial
Pour mieux comprendre la nature du rayonnement fossile, il faut penser à la lumière qu’émettent les objets très chauds : leur couleur dépend de la température. Ainsi un morceau de fer que l’on chauffe va se mettre à rougeoyer, puis devenir orange, jaune et enfin blanc au fur et à mesure que la température augmente. Ce phénomène est en fait très général, et toute matière émet un rayonnement qui dépend de sa température. Ainsi votre corps qui est à 37°C émet lui aussi un rayonnement, mais situé dans le domaine des infra-rouges, et qu’on ne peut révéler qu’avec ces capteurs spéciaux qui équipent les lunettes de vision nocturne des soldats d’élite.
Revenons au Big-Bang : au moment où a eu lieu la recombinaison, l’Univers était à une température d’environ 3000°C. Si vous aviez pu observer cela à l’époque, vous auriez vu s’échapper une éclatante lumière blanche; et c’est cette lumière qui se propage depuis partout dans l’Univers. Mais il y a un hic : quand on observe le ciel la nuit, on ne voit aucune lumière blanche éclatante ! Que s’est-il passé ? Eh bien maintenant la lumière n’est plus blanche du tout !
A cause de l’expansion de l’Univers, la longueur d’onde de la lumière a changé et s’est beaucoup allongée (voir mon billet à ce sujet pour en savoir plus). Elle est passée de quelques centaines de nanomètres à quelques millimètres. Le rayonnement ne correspond donc plus du tout aux longueurs d’ondes de la lumière visible, mais à celles que l’on appelle « micro-ondes ». Oui oui, ce sont les mêmes ondes qui sont produites par votre four et qui peuvent réchauffer vos aliments !
Une autre manière de le dire, c’est qu’à cause de l’expansion de l’Univers, le rayonnement fossile n’est plus celui d’un corps chauffé à 3000°C, mais plutôt celui qu’émettrait un corps dont la température serait -270.5°C, c’est-à-dire 2.7 degrés seulement au dessus du zéro absolu ! L’image ci-contre illustre comment la dilatation des longueurs due à l’expansion de l’Univers a transformé un rayonnement à 3000K (comportant des longueurs d’ondes visibles) en un rayonnement à environ 3K, et invisible à nos yeux.
De COBE à Planck
Quand les premières observations du rayonnement fossile ont été effectuées, on a d’abord vérifié qu’il venait bien de toutes les directions (logique, puisqu’il doit baigner l’ensemble de l’Univers). Mais on a aussi remarqué que la température qui correspondait (2.7 kelvins, donc) était toujours la même quelle que soit la direction du ciel dans laquelle on regardait. Après tout, rien de surprenant non plus, cela ne fait que traduire le fait que l’Univers est extrêmement homogène.
Toutefois on sait que si on regarde bien, l’Univers n’est pas exactement homogène, la preuve en est qu’il existe des galaxies, et que ces dernières sont regroupées en amas dans certaines parties de l’Univers. Les cosmologistes soupçonnent que si l’Univers actuel est très légèrement inhomogène, cela doit résulter d’infimes inhomogénéités qui existaient déjà dans les premiers instants du Big-Bang. Ces inhomogénéités, on doit donc pouvoir les détecter dans le rayonnement fossile.
En 1992, une première mission a été lancée par la NASA pour essayer de mesurer de légères variations de la température du rayonnement fossile selon la direction d’observation. Le résultat de cette expérience (qui valu le prix Nobel à ses concepteurs en 2006) est représenté ci-contre : on y voit une carte du ciel qui représente les fluctuations de température du rayonnement autour de sa valeur moyenne de 2.725 K. Les fluctuations maximales sont inférieures à un millième de degré !
Ces fluctuations sont comme des rides minuscules dans le rayonnement fossile, mais elles contiennent beaucoup d’informations sur l’état de l’Univers tel qu’il était au moment de la recombinaison. En observant dans le détails ces petites fluctuations, on peut en principe en déduire par exemple la courbure de l’Univers ou encore sa composition en matière noire. Les fluctuations du rayonnement fossile sont donc comme un livre dans lequel on pourrait lire (presque) toutes les réponses que se posent les cosmologistes !
C’est pour cela qu’après COBE, deux autres missions ont été lancées pour améliorer la mesure des fluctuations : WMAP en 2001, et Planck en 2009. En comparant l’image de COBE à celle de Planck (en début de ce billet), vous pouvez apprécier l’amélioration : un peu comme si vous veniez de multiplier par 100 le nombre de pixels de votre appareil photo numérique !
Au fait, si vous vous demandez pourquoi ces cartes du rayonnement ont des formes ovales : quand on mesure le rayonnement dans toutes les directions qui nous entourent, on obtient une carte qui a la forme du ciel, c’est-à-dire une sphère. Mais pour représenter cette sphère, on fait ce que l’on a l’habitude de faire pour le globe terrestre : on fait une projection. Cette forme ovale est donc l’exact analogue des mappemondes projetées qui représentent continents et océans.
Ce que Planck nous révèle
L’analyse précise des données fournies par Planck a donc permis d’améliorer la précision avec laquelle on connait les grands paramètres qui décrivent le modèle du Big Bang, et notamment l’âge de l’Univers (officiellement maintenant 13.8 milliards d’années), la vitesse d’expansion de celui-ci, la répartition du contenu de l’Univers entre matière normale (5%), matière noire (27%) et énergie noire (68%).
D’une certaine manière, les résultats de Planck sont un peu frustrants, car ils ne révèlent aucune surprise ! Le modèle actuel est confirmé, on améliore encore la précision des mesures, mais pas de nouvelle inattendue susceptible de bouleverser notre compréhension de la cosmologie. Un peu comme le boson de Higgs…quoique ! Un petit point a en effet retenu l’attention des scientifiques. Il semble qu’en moyenne, la température de l’Univers soit très très légèrement asymétrique, avec un côté un chouilla plus froid et l’autre un chouilla plus chaud. Comme si l’Univers avait un axe privilégié, ce qui va à l’encontre de toutes les hypothèses de la cosmologie jusqu’à l’heure actuelle. Affaire à suivre !
Pour aller plus loin…
Pour comprendre comment on analyse les fluctuations du rayonnement fossile, il faut penser à ce que l’on ferait si on voyait une mer en apparence calme, mais parcourue par de très fines vagues et vaguelettes. On aurait par exemple envie de connaître l’intensité des vagues et leur longueur d’onde. Il nous faut donc ce qu’on appelle un spectre de puissance, qui donne la composition des fluctuations en fonction des longueurs d’onde.
Pour faire ça sur la mer, on aurait recours à un outil classique du traitement du signal : la transformée de Fourier. C’est en quelque sorte la même chose que l’on va faire avec les données du rayonnement fossile, sauf que l’on ne se situe pas sur un plan mais à la surface d’une sphère. Pour ceux qui auraient des bases de physique atomique, les fonctions qu’on utilise pour faire « de la transformée de Fourier sur une sphère » sont les harmoniques sphériques ! Comme vous vous en souvenez peut-être, celles-ci sont indexées par un entier généralement noté l, et auquel on peut penser comme étant l’analogue sphérique du vecteur d’onde quand on fait une transformée de Fourier dans l’espace.
Le spectre des fluctuations du rayonnement fossile est donc une courbe qui donne l’intensité des fluctuations en fonction de l. La courbe obtenue par Planck est représentée ci-dessous.
La courbe verte représente le fit à la théorie, et on voit que l’ajustement est très bon ! Les barres d’erreur les plus grandes sont pour les faibles l, c’est à dire les fluctuations à grande échelle angulaire. La fameuse asymétrie est donc dans cette zone un peu incertaine.
Ce qu’il y a de fascinant avec cette courbe, c’est qu’elle contient implicitement tous les grands paramètres qui définissent le modèle du Big-Bang aujourd’hui en vigueur. Par exemple la position du premier pic nous renseigne sur la courbure de l’Univers (proche de zéro, c’est à dire tristement plat dans notre cas !), la taille du second pic révèle la densité de baryons, le troisième pic indique la quantité de matière noire, etc.
Pour revenir à la fameuse asymétrie apparente, il y a quelque chose de perturbant qui est qu’elle est exactement alignée avec le plan de l’écliptique du système solaire. C’est évidemment une drôle de coïncidence, et fleure donc bon l’erreur systématique. Toutefois tout a été vérifié et rien ne semble l’expliquer. S’agit-il de la signature d’une nouvelle physique ? On voudrait le croire. D’ailleurs certaines mauvaises langues disent que les rapporteurs de la mission Planck ont exagérément insisté sur ce résultat, histoire de ne pas donner l’impression que Planck n’avait finalement trouvé rien de bien neuf.
Heureusement pour garder un peu d’espoir, il reste encore pas mal à manger dans Planck. Une partie des données n’ont pas encore été révélées, et les résultats concernent la polarisation du rayonnement fossile. Et il se pourrait bien que ces données révèlent l’existence des ondes gravitationnelles ! Ce serait une belle nouvelle, et grillerait quelque peu la politesse aux expériences géantes VIRGO et LIGO censées les détecter au sol…
Comments
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Une question me préoccupe : Savez-vous si la découverte du boson de Higgs par le LHC a été entérinée ou pas ? Où avons-nous tout simplement redécouvert le feu ?
Bien à vous…
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Cette carte du rayonnement fossile est en partie trafiquée. Pour expliquer ma contradiction, j’utiliserai la métaphore de l’arbre qui cache la forêt mais cette fois d’une manière bien réelle. Voilà ! vous vous trouvez en forêt tout près d’un arbre, et vous décidez de tourner sur vous-même afin d’effectuer une topographie des lieux. Et là, les problèmes commencent car chaque arbre masque une partie de la forêt ; surtout celui auquel vous êtes adossé qui, une fois que vous lui ferez face, vous donnera l’agrément d’admirer sa belle écorce tout en vous privant de forêt. Maintenant où sommes-nous vraiment dans l’Univers ? Eh bien ! Nous sommes adossés à la voie lactée. Ai-je besoin de développer davantage pour dire qu’une partie de cette carte est trafiquée ?
Bien à vous…
Bien sûr ! Et on ne dit pas « trafiquée », on dit « traitée ».
L’image d’origine, telle qu’elle sort du satellite est ici : http://s2.lemde.fr/image/2013/03/21/534×267/1851587_3_5502_image-du-rayonnement-primordial-de-l-univers_2e1e57f5ac4aa0dc0c41c84abbb6e92d.jpg
On y voit très clairement le plan de la galaxie. Et si on se contentait de regarder ca, on aurait pas besoin de 3 ans de travail ! Justement tout le boulot des scientifiques, c’est de soustraire l’impact de la Voie lactée.
A titre personnel et en mon for intérieur, je vous signale que les sciences pas plus que les religions ne possèdent de caractères sacrés. Je me sens tenu au respect ni des unes ni des autres. L’usage du mot « trafiqué », pour ce sujet, est en total accord avec ma pensée ; car je suis tout sauf crédule ou superstitieux. Autant une carte aux trois-quarts définis (traités) aurait pu être le résultat d’une réalité acceptable ; mais là, face à la régularité du résultat global, je crie à la supercherie ! Libre à vous de rester l’éternel élève d’un savoir inculqué ; quant à moi, je ne suis prisonnier de rien. Comment peuvent-ils – Rendez-vous compte ! – parvenir à un tel miracle ? : Celui de voir au-delà du diamètre de la voie lactée qui est environ de 100 000 années-lumière ; tout en sachant qu’elle s’épaissit en son centre sur une distance de 16 000 années-lumière. Il est certain que nous possédons les moyens techniques permettant de voir à travers la matière pour ensuite, après relevés, en faire une lecture appropriée ; mais en aucun cas, nous sommes en mesure de rendre possible l’impossible.
L’irréversibilité du Temps est là qui enseigne cette sagesse…
Bien à vous…
L’éclaireur du Temps.
P.-S. : Il est assez déplaisant et déplacé de se voir dire ce qu’on doit dire, Je veux bien apprendre ; mais pas être commander. Je suis foncièrement opposé à toute autorité d’où qu’elle vienne.
Disons que la voie lactée ne cache pas la sphère universelle puisqu’elle n’en cache qu’une petite partie car la voie lactée est un « disque » et non une sphère.
« Au fait, si vous vous demandez pourquoi ces cartes du rayonnement ont des formes ovales : quand on mesure le rayonnement dans toutes les directions qui nous entourent, on obtient une carte qui a la forme du ciel, c’est-à-dire une sphère. Mais pour représenter cette sphère, on fait ce que l’on a l’habitude de faire pour le globe terrestre : on fait une projection. Cette forme ovale est donc l’exact analogue des mappemondes projetées qui représentent continents et océans. »
Il y a quand même une différence de taille, c’est que la projection d’une mappemonde est une représentation extérieure de la sphère tandis que celle de Planck est une représentation intérieure.
Oui c’est une difference, mais ca n’est en rien une difference « de taille ». C’est la meme chose. Un point sur une sphere est un point sur une sphere. Il n’est ni a l’interieur, ni a l’exterieur.
Si je réitère c’est une différence de taille ; car pour une mappemonde nous avons l’image totale de la superficie de la Terre et cela en tout lieu d’observation, tandis que pour Planck nous avons l’image partielle d’un point unique, on peut parler d’Univers selon Planck comme un arrière-goût de géocentrisme…
Sur le papier la projection d’une sphère est bidimensionnelle donc pas d’extérieure ni d’intérieure, Mea culpa, car je pensais à une sphère tridimensionnelle comme une orange par exemple qui possède bien des points extérieurs et intérieurs.
Bien à vous…
Bravo pour ces explications très claires.
Enfin je comprends (un peu) :
* la nature du rayonnement
* pourquoi on est à 2.7°K, le lien avec la température de 3000°C.
* la forme ovale de l’image.
Un grand merci!
Bonjour j’ai une question :
Sait-on à quoi ressemblerait cette même mesure du rayonnement fossile à un autre point de l’univers (dans une autre galaxie par exemple) ?
Serait-il possible qu’à cet autre point de l’univers on se trouve dans un nouvel univers observable dans lequel on aurait décalé l’horizon de la distance de la Terre à ce point? (J’espère que je suis assez clair !)
Merci
Benjamin
« on aurait décalé l’horizon de la distance de la Terre à ce point? » : ça c’est pas clair !
Ce sont nos appareils de mesure qui déterminent la limite de l’Univers observable. Si on déplace Planck d’un mètre vers l’avant, on verrai un mètre de plus en avant et du même coup un mètre de moins en arrière. Néanmoins, je pense qu’une mesure du rayonnement fossile à partir d’un autre point dans l’Univers serait sensiblement la même en terme de relevés mais pas en terme de dispositions. C’est comme deux personnes à l’intérieur d’une pièce, chacun d’elles peut voir les objets qui s’y trouvent mais sous des angles différents.
Bien à vous…
On suppose en général que l’univers est « homogène », c’est à dire à peu près identique partout. Donc on aurait une photo différente, mais dont les caractéristiques de fluctuations seraient identiques. Notamment on considère que le spectre de puissance (la dernière image du billet) serait le même.
En utilisant la polarisation de la lumière ce satellite pourrait cartographier l’ antimatière de l’ univers.
Il pourrait aussi remonter le temps jusqu’ à l’ instant d’ émission des tachyons et déterminer les dimensions universelles.
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Bonjour,
une question:
380 000 ans après le big-bang, alors que la température de l’univers n’était plus que de 3000K les atomes se sont formés et les photons ont pu voyager librement.
Je ne comprends pas pourquoi on peut encore observer ces photons aujourd’hui, 14 milliards d’année après.
En effet, lorsque les photons se sont retrouvés libérés de cette soupe de matière que sont-ils devenus ?
La matière qui allait un jour former les galaxies, notre galaxie, le soleil, les planètes la terre faisaient partie de cette soupe : l’univers n’avait alors pas “une grande dimension” et les fameux photons ont dû dépasser toute cette matière si proche (si ce n’est intéragir avec elle). Comment peut on retrouver ces photons si longtemps après.
C’est comme si je produits un flash dans cette pièce, et je sors vite je m’éloigne disons à 14 secondes de mon point initial et je vois les photons du flash arriver enfin à moi : et je dis, voici le fond diffus qui subsiste de la lumière primordiale du flash. C’est grotesque, puisque j’étais moi-même à côté du flash lorsqu’il a été produit, des photons du flash ont percuté ma rétine dès le départ et je ne les reverrai plus jamais … même en vertu du fait que regarder loin c’est remonter dans le temps ?
Il y a donc là un truc gros comme une maison que je ne comprends pas, ou bien qu’à force de m’instruire sur de la vulgarisation scientifique j’ai fini par me construire une image complètement fausse des principes de physiques.
Je pense que votre confusion vient du fait que vous imaginez de la matière qui s’expense dans un espace…alors que c’est l’espace lui même qui se dilate.
La meilleure analogie c’est celle du ballon de baudruche. Imaginez de la matière distribuée sur la surface du ballon, et des photons qui sont émis partout et se propagent sur cette surface. Dans le même temps, gonflez le ballon en soufflant dedans.
Merci pour votre réponse.
Je comprends que je fais une confusion. Je vais méditer sur la piste que vous m’indiquer. Pour bien comprendre les choses ou tout au moins essayer, je ne peux pas me satisfaire de phrases même si je suis persuadé qu’elles sont justes. J’ai besoin de me fabriquer une représentation mentale et pour l’instant je n’y parviens pas, il va me falloir du temps. C’est le problème des représentations mentales, ça marche bien quand les problèmes sont simples ; après le cerveau n’y parviens plus, le miens en tout cas.
A tout hasard, si vous avez des livres ou des articles à me recommander je suis preneur.
Bonjour David
Pourtant, selon le modèle cosmologique standard, ces photons primordiaux se sont extirpés de la soupe plasmique originelle laquelle en se refroidissant a donné naissance aux galaxies.
Comment se fait-il que ces photons primordiaux reviennent vers nous puisque nous parvenons à les capter ?
Bien à vous
André
Ma question est un peu la même que la vôtre, et j’attends toujours une réponse satisfaisante !!
Cordialement.
Alain Le Comte
Bonjour,
depuis ma question du 1er Mars 2015 ci-dessus, j’ai eu le temps de réfléchir et je pense maintenant pouvoir y répondre. André et Alain voici en quelques mots comment je vois les choses, j’espère que vous trouverez des pistes pour répondre à vos questions.
Pour simplifier l’explication, nous allons approximer la recombinaison à un instant T. A cet instant T, les photons sont libres de circuler en tout point et en toute direction dans cet univers agé de 300 000 ans.
On pourrait dire que c’est l’instant de création de cette lumière primitive constituant le fond diffus cosmologique.
(remarque : biensûr par la suite, une infinité d’événements cosmiques seront à même de produire de la lumière comme en témoignent toutes les étoiles et galaxies qu’on observe dans le ciel, mais ici, c’est la lumière de l’instant T qui nous intéresse).
A cet instant T, je me place donc en tant qu’observateur dans cet univers.
Des photons frappent ma rétine. L’univers « s’allume ». Des photons situés à 300 000 km de moi (et se dirigeant vers moi !) m’atteindront dans 1 seconde. Des photons situés à 300 000 x 3600 km de moi m’impacteront dans une heure. Ceux situés à 300000x3600x24 km (disons à 1 jour-lumière) arriveront au bout de 24 heures.
Je suis au centre d’une sphère lumineuse, la lumière arrive dans mes yeux en continu.
Chaque seconde, mon univers visible s’agrandit de 1 seconde-lumière.
Tout ce qui est au delà de cet horizon m’est inconnu pour le moment.
Un autre observateur situé à côté de moi sera au centre de sa sphère lumineuse différente de la mienne.
Ainsi de suite. Les photons situés à 1 année-lumière au moment de leur émission à l’instant T, m’atteindront dans 1 an.
Ceux émis à 1 million d’année-lumière à l’instant T m’atteindront dans 1 million d’années.
14 milliards d’années plus tard, je reçois toujours des photons de l’instant T et qui ont voyagé pendant 14 milliards d’années pour venir jusqu’à moi.
L’univers à l’instant T mesurait bien moins que 14 milliards d’année-lumière. On sait que les photons qu’on reçoit aujourd’hui ont été émis à 60 millions d’année-lumière seulement. Ils auraient dû nous atteindre en 60 millions d’années. Mais l’univers est en expansion et les photons ont bien dû voyager 14 milliards d’années pour nous parvenir.
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J’ai deux questions auxquelles personne ne m’a jamais vraiment bien répondu :
– comment la Partie (nous, dans notre galaxie) peut elle observer (recevoir des photons) la (presque) naissance du Tout (l’Univers âgé de 380 000 ans) ?!
– avec quoi l’Univers (dans son entier) a-t’il bien pu se refroidir ?!
Merci pour votre réponse et pour votre blog.
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Bonjour David.
« D’une certaine manière, les résultats de Planck sont un peu frustrants, car ils ne révèlent aucune surprise ! »
Je ne suis pas tout à fait d’accord. Voici donc certaines « surprises » qui semblent importantes à mes yeux:
1)Au début de l’univers s’est manifestée par une période « radiative » sans aucune présence de matière quelle qu’elle soit.
2)L’univers n’est pas du tout homogène mais bien parsemé d’anisotropies
3) Là où on trouve de la matière (endroit plus chauds) on découvre un effet de « focalisation » et là où il n’y a pas de matière on perçoit une « diffusion ». Cette focalisation (là où on trouve la matière) se rapporte à « gravitation » et diffusion (sans matière) se rapporte à expansion, semble-t-il; du moins, à première vue. Reste à se demander si la gravitation est universelle car il serait difficile de comprendre que là où se trouve la diffusion, il y aurait, sous-jacent, de la « focalisation »; ce qui est impossible.
Autre petit détail. Mon esprit « tique » à chaque fois que je lis: « L’univers au début était extrêmement chaud ». Je me sens en train de lire un rapport d’alchimiste. Surtout que la chaleur de l’époque était due à la « densité » (énergétique) de l,univers.
J’ai la même question que plus haut, pourquoi on continu à la recevoir cette lumière?
Si j’allume une lampe torche à une seconde lumière de moi, pendant 1 seconde.
Je dois attendre le temps de son trajet (1sec), le train d’onde se coupe à la lampe quand il atteint mon œil, et je continu a voir la lumière pendant une seconde alors que la lampe est éteinte.
Comme notre univers a 14 milliard d’années, cela voudrait dire que la soupe primordiale a émisse pendant au moins 14 milliard ?
Je me rend bien compte qu’il a la dilation du tissu espace temps, mais d’un événement de l’ordre de la sub-seconde qui s’étend a 14 milliard, c’est énorme.
Pourquoi les variations d’intensité sont figés pour observateur. Pourquoi les photons n’ont pas été bloqué pas les autres objets, ou masqué par une lumière plus intense.
J’imagine l’horizon de l’univers observable tapissé de ce rayonnement, derriere cet horizon un rayonnent plus intense, moins dilaté, plus on s’éloigne, plus on se rapproche du big bang. Ma question est celle ci, dans plusieurs milliards d’années, comment la photo va elle être modifiée?
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L’origine du fond diffus cosmologique à été une des découverte les plus exaltantes que j’ai faite (avec le voyage dans le temps 🙂 ), une de ces découvertes qui vous font ce frisson au moment ou toute les pièces du puzzle expérimental s’emboîte et forme « l’explication » tant recherchée 🙂
Haaa la joie incomparable de « comprendre » en physique… 😀
Oups : fond diffus cosmologique » :s
Ha ca marche pas bien les liens 🙂 :
« fond diffus cosmologique » -> https://fabiensabinet.wordpress.com/2016/01/18/effondrement-dun-des-principes-fondamentaux-de-la-physique/
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Je ne suis pas physicien ni astronomes mais les sciences sur la compréhension de l’univers me passionnent et j’ai des interrogations sur le rayonnement fossile et l’énergie noire.
Si le rayonnement a pu se libérer à cause du refroidissement de l’univers à 380000 ans après le nig bang, c’est qu’il se propage au rythme de l’expansion de l’univers.
Le rayonnement fossile vient de la lumière qui s’est transformée en micro onde.
Je pense qu’il n’y a ni matière noire ni énergie noire mais que ce sont des manifestations inconnues du rayonnement fossile qui font accceler l’univers dans son expansion et conditionnent les comportements des galaxies.
Le rayonnement fossile doit être une doit être une sorte d’énergie mère dont nous ignorons les propriétés.
Il faut chercher à savoir les propriétés de ce rayonnement pour maîtriser les mécanismes de l’énergie dans l’univers.
Si l’humanité parvient à dompter le rayonnement fossile puisqu’il est partout, peut être qu’on pourra aussi agir sur les galaxies comme on veut et sur les étoiles et les planètes comme on veut.
Et cela pourra nous aider à soit contrôler le soleil soit le remplacer à souhait dans notre système solaire.
Je crois que les scientifiques perdent inutilement le temps sur la matière et l’énergie noire qui n’existent pas pour moi.
Mais la seule chose qui soit palpable est le rayonnement fossile car si après la combinaison la matière ait pu devenir transparente et presque insensible à la lumière elle ne devrait plus être noire.
Et l’énergie qui est un rayonnement ne peut être noire.
En tout cas ce sont ces perception de l’univers.
Merci pour le billet.
Kassim
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Bonjour David,
Merci pour votre article que je trouve très clair.
Concernant le rayonnement fossile et l’expansion de l’univers je ne comprends pas comment il est possible que le rayonnement nous apparaisse globalement uniforme dans toutes les directions. Cela laisse penser que tout l’univers c’est créer en un instant qu’il s’étend depuis toujours à la façon d’une bulle de savon, mais même dans ce cas nous devrions voir des différences du à notre position dans l’espace. La seule conception que j’arrive à me faire c’est que soit l’univers est infini soit nous en sommes au centre. Si l’univers est infini comment pouvait il être plus condenser avant ? Un plus petit infini ?
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