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L’étrange uniformité des photons fossiles

 
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Marine
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:05    Sujet du message: L’étrange uniformité des photons fossiles Répondre en citant

En quelques dizaines d’années après sa mise en évidence, le fond de rayonnement fossile est devenu un outil majeur des recherches en cosmologie. La raison en est claire. Dans de nombreux domaines scientifiques, les chercheurs donneraient ce qu’ils ont de plus précieux pour le moindre aperçu clair et net sur le passé. Le plus souvent, ils doivent se contenter d’assembler une vision très hypothétique, sur la base de quelques restes – morceaux de fossiles, lambeaux de parchemins ou débris momifiés. La cosmologie est l’un des rares champs de recherches où nous pouvons être témoins des événements de notre histoire. Les myriades de points lumineux que nous observons à l’œil nu dans le ciel nocturne sont des faisceaux de photons qui voyagent vers nous depuis plusieurs années ou plusieurs milliers d’années. La lumière émanant d’objets plus éloignés, happée au passage par nos télescopes, chemine depuis un temps encore plus long, parfois de plusieurs milliards d’années. Observer ce rayonnement, c’est vraiment, littéralement, observer les temps passés. Ces événements primitifs se sont déroulés très loin de nous, mais l’uniformité apparente de l’univers à grande échelle suggère fortement que ce qui a eu lieu très loin a également eu lieu, en moyenne, tout près. Regarder le ciel, c’est regarder le passé.
Grâce aux photons micro-ondes du fond cosmologique, nous pouvons tirer le meilleur parti de cette opportunité. Peu importent les progrès techniques à venir, ces photons micro-ondes sont les plus anciens que nous pourrons voir, car tous leurs frères aînés furent happés par les brumes qui régnaient aux époques antérieures. Lorsque nous observons les photons du fond de rayonnement cosmologique, nous voyons l’univers tel qu’il était voici près de 14 milliards d’années.
Les calculs montrent qu’à ce jour, il y aurait plus de 400 millions de ces photons fossiles dans chaque mètre cube d’espace. Nos yeux ne sont pas équipés pour les voir, mais les vieilles antennes de télé, oui. Environ 1 % de la neige sur l’écran d’un téléviseur réglé sur une fréquence qui n’émet plus et non branché sur le câble serait dû à ces photons du big bang. C’est étrange. Dire que les mêmes ondes qui ont transmis les épisodes de La croisière s’amuse ou Ma sorcière bien-aimée étaient imprégnées des photons les plus anciens de l’univers, transmetteurs d’une scène qui se tramait alors que l’univers n’avait que quelques centaines de milliers d’années !
Cette prédiction par le modèle du big bang de l’imprégnation de l’espace par un fond de rayonnement micro-onde fut un véritable triomphe. Durant près de trois cents ans de recherche scientifique et de progrès techniques, nous sommes passés de nos premières observations dans des télescopes rudimentaires et de nos premières expériences de chute libre du haut d’une tour penchée, à une compréhension des phénomènes physiques en vigueur juste après la naissance de l’univers. Malgré cela, l’analyse ultérieure des données fut un sérieux défi. Les chercheurs obtinrent des mesures encore plus fines de la température de ce rayonnement, non pas avec des antennes de télévision mais grâce aux appareils astronomiques les plus précis jamais conçus. Étrangement, ces résultats montrèrent que le rayonnement est globalement uniforme dans l’espace. Quelle que soit la direction dans laquelle était pointé leur détecteur, la température du rayonnement valait 2,725 degrés de plus que le zéro absolu. Encore fallait-il expliquer cette uniformité extraordinaire.
Grâce à ce que nous avons vu au chapitre 2 (et aux quelques paragraphes précédents), nous pourrions dire : « Eh bien c’est simplement le reflet du principe cosmologique : aucun endroit dans l’univers n’est plus privilégié qu’un autre, si bien que la température devrait être la même partout. » Très juste. Mais souvenons-nous que le principe cosmologique était une hypothèse simplificatrice émise par les physiciens – et parmi eux Einstein – de façon à rendre faisables leurs calculs mathématiques sur l’évolution de l’univers. Que le fond derayonnement micro-ondes soit bien uniforme dans tout l’espace apporte une preuve observationnelle convaincante en faveur du principe cosmologique, et renforce notre confiance dans les conclusions obtenues grâce à ce principe. Mais cette incroyable uniformité du fond de rayonnement a braqué tous les projecteurs directement sur le principe cosmologique. Aussi sensé ce principe soit-il, quel est le mécanisme responsable de cette uniformité cosmique confirmée par toutes nos observations ?
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:05    Sujet du message: Publicité

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