Planck, fond diffus cosmologique, rayonnement fossile, cosmologie, constance d’Hubble
Planck, fond diffus cosmologique, rayonnement fossile, cosmologie, constance d’Hubble
Observatoire Planck,
le fond diffus cosmologique
26 Mars 2013
Commentaires du Communiqué du CNRS, publié dans de très nombreux journaux d'information générale ou scientifique.
Le texte du CNRS est en bleu, mes commentaires en noir
Lancé en 2009, Planck, le satellite de l'Agence spatiale européenne (ESA) dédié à l'étude du rayonnement fossile, livre aujourd'hui les résultats de ses quinze premiers mois d'observations. Ils apportent une moisson de renseignements sur l'histoire et la composition de l'Univers : la carte la plus précise jamais obtenue du rayonnement fossile,
Qu'est-ce qu'un rayonnement :
Dans ce cas il s’agirait de rayonnement électromagnétique qui reste défini de la façon suivante : Wikipedia. : « Le rayonnement électromagnétique désigne une forme de transfert d'énergie. La lumière visible est un rayonnement électromagnétique, mais ne constitue qu'une petite tranche du large spectre électromagnétique. La propagation de ce rayonnement, d'une ou plusieurs particules… »
Comment sait-on qu’il est fossile ?
Un fossile existe actuellement et matériellement, comme étant tout ou partie d’un objet ancien qui aurait été conservé dans des conditions particulières durant des périodes très longues.
Si le rayonnement est fossile, il existe encore, étant observable tel qu’il était au moment de son existence réelle, qu’il n’aurait plus maintenant.
Dans ce cas il pourrait être observé et son âge nous serait donné par le redshift qui est une réduction « mesurable » de l’objet observé ; c’est un examen difficile à cause de l’utilisation, à leurs limites extrêmes, des moyens actuels d’observation. ce qui devrait également limiter l‘examen au millionième de degré près de ce rayonnement.
Il pourrait ne pas être fossile et l’observatoire Planck rapporterait les variations actuelles de l’énergie dans tout l’espace de l’univers tout à fait en rapport avec les dernières observations, en particulier du WHIM, qui serait une partie visible du début de la création de nébuleuses puis d’autres objets.
La mise en évidence d'un +, une révision à la baisse du rythme de l'expansion de l'Univers, ou encore une nouvelle évaluation de la composition de l'Univers. Bon nombre de ces données ont été obtenues grâce au principal instrument de Planck, HFI, conçu et assemblé sous la direction de l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) avec un financement du CNES et du CNRS.
Depuis sa découverte en 1965, le rayonnement fossile constitue une source de connaissance précieuse pour les cosmologistes, véritable "Pierre de Rosette" permettant de décrypter l'histoire de l'Univers depuis le Big Bang.
Il y avait donc un avant big-bang ?
Ce flux de photons détectable sur l'ensemble du ciel, dans la gamme des ondes radio, témoigne de l'état de l'Univers lors de sa prime jeunesse et recèle les traces des grandes structures qui se développeront par la suite.
Comment peut-il exister des « traces » des grandes structures qui apparaîtront par la suite. À moins que les relevés de l’observatoire concernent, comme nous l’indiquons dans une remarque ci-dessus, des « taches » d’énergie correspondant à la création de WHIM et autres préparations de nouveaux objets de l’espace.
Produit 380 000 ans après le Big Bang, au moment où se formèrent les premiers atomes, il nous arrive quasi inchangé et permet aux scientifiques d'accéder à l'image de ce que fut le cosmos à sa naissance, voici environ 13.8 milliards d'années. Confronter ces mesures aux modèles théoriques peut nous apporter de multiples informations : non seulement sur l'évolution de l'Univers depuis l'apparition du rayonnement fossile, mais également sur des évènements antérieurs qui en sont la cause et pour lesquels les astrophysiciens disposent de peu d'observations.
Tout cela est incompréhensible. Pourquoi 380 000 ans ?
Pourquoi 13.8 milliards d'années ?
Ce chiffre n’a-t-il pas été établi d‘après la distance à laquelle nous pouvons voir les galaxies les plus lointaines avec notre matériel actuel d‘observation ? Les nouveaux radiotélescopes, en particulier ceux d’ALMA au Chili, devraient permettre de voir nettement plus loin, en années-lumière, ce qui pourrait amener les astrophysiciens à proposer des dates plus anciennes de création de galaxies lointaines. Plus ou beaucoup plus de 13,8 milliards d’années…
Les observations actuelles du satellite Hubble donne aux astronomes des images de galaxies qui contenaient, lors de leur observation il y a 13,5 milliards d’années environ, des milliers ou millions ou milliards d’étoiles qui nécessitent, comme toutes les autres, entre 4 et 10 milliards d’années pour leur formation avant leur transformation en d’autres objets… Pourrait-on écouter l’avis des astronomes ?
Carte de la température du rayonnement fossile sur tout le ciel réalisée par la collaboration Planck à partir des données recueillies par les instruments HFI et LFI du satellite. L'échelle de couleur est en millionièmes de degré : c'est l'écart par rapport à la température moyenne de -270.425 ? mesurée par le satellite COBE en 1992.
Comment sait-on que le satellite COBE mesurait le rayonnement fossile ? Sans objectif particulier cet appareil ne pouvait relever que la température actuelle des différentes zones de l’espace.
Quelle précision ! : au millionième de degré près ! L’information qui nous arrive de 13,799,620,000 années-lumière (approximativement)
Que regarde-t-on à cette distance ? Des variations du nombre ou de la qualité des photons ? Quelle est l'origine de ces photons et par quoi sont-ils variés, modifiés pour donner ces variations ?
C'est l'une de ces fenêtres sur l'Univers primordial que vient d'ouvrir la mission Planck. Lancé en 2009, ce satellite de l'ESA a, durant un an et demi, dressé une carte de ce rayonnement fossile sur l'ensemble du ciel.
Ce serait une répartition de ces fluctuations, d'il y a 13,8 milliards d'années, sur notre " ciel "actuel…
Planck possède deux instruments dont l'un, l'Instrument haute fréquence HFI, a été conçu et assemblé sous la direction de l'Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) avec un financement du CNES et du CNRS. Grâce à eux, il a pu mesurer avec une sensibilité sans précédent les variations d'intensité lumineuse
L’intensité lumineuse est « est une mesure de l'éclat perçu par l'œil humain d'une source lumineuse ponctuelle »…
de l'Univers primordial, venant affiner les observations des missions spatiales COBE (lancée en 1990) et WMAP (en 1998). Ces variations d'intensité lumineuse (qui se présentent sous la forme de taches plus ou moins brillantes) sont précisément l'empreinte des germes des grandes structures actuelles du cosmos et désignent les endroits où la matière s'est par la suite assemblée, puis effondrée sur elle-même, avant de donner naissance aux étoiles, galaxies et amas de galaxies.
C'est nous qui soulignons. Nous ne pouvons pas faire de commentaire, parce que ces affirmations sont incompréhensibles (pour moi) : la masse ou matière existait donc, puisqu’elle a donné naissance aux étoiles, galaxies et amas de galaxies, avec son attraction gravitationnelle puisqu’elle a pu s’effondrer sur elle-même…
Une attraction gravitationnelle qui ne peut pas exister, même pour Newton son inventeur… Voir chapitre 3, les composés des électrons.
Selon certaines théories, l'origine de ces "grumeaux" ou "fluctuations" du rayonnement fossile est à chercher du côté de l "Inflation", un événement survenu plus tôt dans l'histoire de l'Univers. Durant cet épisode, très violent, qui se serait déroulé environ 10-35 secondes après le "Big Bang", l'Univers aurait connu une brusque phase d'expansion et aurait grossi de manière considérable, au moins d'un facteur 1026.
Il existait donc quelque chose et il grossit brutalement. Les valeurs en temps et en vitesse n'ayant aucune importance, ce serait le véritable début de l'univers, à partir de quelque chose qui existerait et qui se serait transformé en fluctuation d'un rayon fossile.
Planck a permis de démontrer la validité de l'une des prédictions essentielles des théories d'Inflation : l'intensité lumineuse des "fluctuations à grande échelle" doit être légèrement supérieure à celle des "fluctuations à petite échelle".
Là, nous ne pouvons plus suivre. La constante de Planck est basée sur l'énergie et la fréquence de photons, deux éléments qui n'ont ni base réelle, ni valeur précise… Mais tout cela ressort de la mécanique quantique et elle n'a jamais expliqué la formation de la matière qui pourrait expliquer celle de l’univers.
En revanche, pour les plus grandes échelles, l'intensité observée est inférieure de 10 % aux prédictions de l'Inflation, un mystère qu'aucune théorie ne parvient à expliquer aujourd'hui. Planck confirme par ailleurs avec certitude l'existence d'autres anomalies observées par le passé comme une mystérieuse asymétrie des températures moyennes observées dans des directions opposées ou l'existence d'un point froid.
Parmi les autres résultats :
- La confirmation de la "platitude" de l'Univers
Qu'est-ce que la platitude de l'univers ? Quelle est son épaisseur ? Nous ne pouvons pas entrer dans des discussions concernant l'existence philosophique de l'univers. Comment déterminer sa platitude ou une autre forme alors que nous ne savons pas s'il a une forme précise, même si nous acceptons qu’il n’existerait rien autour. Mais comment pourrions-nous savoir tout cela ?
- La révision à la baisse de la constante d’Hubble, et donc du rythme d'expansion de l'Univers
La constante d’Hubble n'existe pas. Après ses premières observations il avait établi une constante des déplacements des galaxies, mais sa valeur ayant du être changé de nombreuses fois, elle avait été abandonnée.
- Une nouvelle évaluation, à partir du seul rayonnement fossile, de la composition de l'Univers : 69.4 % d'énergie noire (contre 72.8 % auparavant), 25.8 % de matière noire (contre 23 %) et 4.8 % de matière ordinaire (contre 4.3 %).
Ces physiciens sont très forts !
Des cartes inédites précieuses pour affiner le scénario de l'histoire de l'Univers et comprendre la physique qui régit son évolution : elles permettent de montrer comment se répartissent la matière noire et la matière ordinaire sur la voûte céleste ; le "fond diffus infrarouge" correspond quant à lui à la lumière émise par les poussières de toutes les galaxies au cours des dix derniers milliards d'années
Pourquoi les poussières, si elles existent, émettent-elles de la lumière ?
et permet donc d'identifier les zones où se sont concentrés les objets constitués de matière ordinaire.
- Une première analyse de la polarisation du signal cosmologique, qui montre que les données de Planck sont remarquablement cohérentes avec celles sur l'intensité du rayonnement fossile aux échelles correspondantes aux futurs amas de galaxies ; une analyse plus complète sera fournie en 2014, ainsi que d'autres résultats de la mission Planck.
La contribution de la recherche française dans la mission Planck
Cocorico ! C'est l'information principale !
La France est leader de l'instrument haute fréquence Planck-HFI, essentiel pour les résultats cosmologiques : sa construction a coûté 140 millions d'euros et mobilisé 80 chercheurs de dix laboratoires du CNRS, du CEA et d'universités, ainsi que de nombreux ingénieurs et techniciens. La France a assuré plus de 50 % du financement de cette construction ainsi que celui du traitement de ses données : ce financement provient pour moitié du CNES, pour moitié du CNRS et des universités. Elle participe également au financement de la mission elle-même via sa contribution financière au programme scientifique de l'ESA, soit 15 % du coût de la mission.
Une contribution française essentielle au projet Planck a été la fourniture du système de refroidissement à 0.1 degrés au-dessus du zéro absolu de l'instrument HFI. Ce système, qui a fait l'objet d'un brevet CNES, a été inventé par Alain Benoît (CNRS), de l'Institut Néel (ce qui lui a valu la médaille de l'innovation 2012 du CNRS) et développé par la société Air Liquide. Grâce à cette innovation, la caméra HFI détient le record de froid pour un instrument spatial, avec un cryostat refroidi pendant près de mille jours à -273,05°C.
L'exploitation des résultats scientifiques est assurée majoritairement par le CNRS, avec notamment Jean-Loup Puget (de l'IAS), "Principal Investigator" d'HFI, et François Bouchet (de l'IAP), "Co-Principal Investigator".
Tout est cosmologie.
La cosmologie, comme branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique, ne peut être considérée comme scientifique que si elle implique des hypothèses et des théories qui le sont elles-mêmes. Ce n’est pas le cas actuellement pour la théorie du Big-bang et les hypothèses qui amènent au modèle standard des interactions et des particules.
Des déviations vers la philosophie ou les religions sont fréquentes et peuvent être très intéressantes mais n’ont rien à voir avec la science. Pour le moment.
Cette étude en est une preuve supplémentaire, parce que ses affirmations ne sont ni contrôlables, ni discutables. On peut simplement y croire.
Ou ne pas y croire.
©PhD
mardi 26 mars 2013