Post by Andrei Tchentchik on Apr 3, 2019 16:08:46 GMT 2
(#152).- Astrophysique - Fond Cosmique à Micro-ondes.
ASTROPHYSIQUE - FOND COSMIC À MICRO-ONDES.
Le fond cosmique en hyperfréquences (CMB) est le rayonnement thermique supposé rester du «Big Bang» de la cosmologie. Dans la littérature plus ancienne, le CMB est aussi connu sous le nom de rayonnement de fond cosmique (CMBR) ou «rayonnement de relique». époque de recombinaison. Avec un télescope optique traditionnel, l'espace entre les étoiles et les galaxies (le fond) est complètement sombre. Cependant, un radiotélescope suffisamment sensible présente une faible lueur d’arrière-plan, presque identique dans toutes les directions, qui n’est associée à aucune étoile, galaxie ou autre objet. Cette lueur est la plus forte dans la région des micro-ondes du spectre radio. La découverte accidentelle de CMB en 1964 par les radioastronomes américains Arno Penzias et Robert Wilson était l'aboutissement d'un travail initié dans les années 1940 et avait valu aux découvreurs le prix Nobel de 1978.
Le CMB est un instantané de la plus ancienne lumière de notre univers, imprimée dans le ciel alors que l'univers n'avait que 380 000 ans. Il présente de minuscules fluctuations de température qui correspondent à des régions de densités légèrement différentes, représentant les germes de toutes les structures futures: les étoiles et les galaxies d'aujourd'hui.
Le CMB est bien expliqué comme étant le rayonnement laissé depuis le début du développement de l'univers, et sa découverte est considérée comme un test décisif du modèle Big Bang de l'univers. Quand l'univers était jeune, avant la formation d'étoiles et de planètes, il était plus dense, beaucoup plus chaud et rempli d'une lueur uniforme provenant d'un brouillard de plasma d'hydrogène chauffant à blanc. Au fur et à mesure que l'univers se développait, le plasma et le rayonnement qui le recouvrait devenaient de plus en plus froids. Lorsque l'univers s'est suffisamment refroidi, les protons et les électrons se sont combinés pour former des atomes neutres. Ces atomes ne pouvant plus absorber le rayonnement thermique, l’univers est devenu transparent au lieu d’être un brouillard opaque. Les cosmologistes font référence à la période au cours de laquelle les atomes neutres se sont formés pour la première fois comme étant l'époque de la recombinaison, et peu de temps après, lorsque les photons ont commencé à voyager librement dans l'espace au lieu d'être constamment diffusés par des électrons, les protons dans le plasma sont appelés découplage de photons. Les photons qui existaient au moment du découplage des photons se propagent depuis, bien qu’ils deviennent de plus en plus faibles et moins énergétiques, car la dilatation de l’espace entraîne l’augmentation de leur longueur d’onde dans le temps (et la longueur d’onde est inversement proportionnelle à l’énergie selon la relation de Planck). C’est la source du terme alternatif «rayonnement relique». La surface de la dernière diffusion fait référence à l'ensemble des points de l'espace situés à la bonne distance de nous, de sorte que nous recevons maintenant les photons initialement émis par ces points au moment du découplage des photons.
Des mesures précises du CMB sont essentielles à la cosmologie, car tout modèle proposé de l'univers doit expliquer ce rayonnement. Le CMB a un spectre de corps noir thermique à une température de 2,72548 ± 0,00057 K. La radiance spectrale dEν / dν est maximale à 160,2 GHz, dans la gamme de fréquences des micro-ondes. (Alternativement, si la radiance spectrale est définie par dEλ / dλ alors la longueur d'onde maximale est de 1,063 mm.) La lueur est presque presque uniforme dans toutes les directions, mais les très petites variations résiduelles montrent un motif très spécifique, le même que celui attendu d'un assez uniformément gaz chaud distribué qui a étendu à la taille actuelle de l'univers. En particulier, la luminance spectrale sous différents angles d'observation dans le ciel contient de petites anisotropies, ou irrégularités, qui varient en fonction de la taille de la région examinée. Elles ont été mesurées en détail et correspondent à ce qui serait attendu si de petites variations thermiques, générées par des fluctuations quantiques de la matière dans un espace très petit, s'étaient étendues à la taille de l'univers observable que nous voyons aujourd'hui. Il s’agit d’un domaine d’étude très actif, les scientifiques recherchant à la fois de meilleures données (par exemple, le satellite Planck) et de meilleures interprétations des conditions initiales d’expansion. Bien que de nombreux processus différents puissent produire la forme générale d'un spectre de corps noir, aucun modèle autre que le Big Bang n'a encore expliqué les fluctuations. En conséquence, la plupart des cosmologistes considèrent le modèle Big Bang de l'univers comme la meilleure explication du CMB.
Le haut degré d'uniformité dans l'univers observable et son anisotropie faible mais mesurée confirment fortement le modèle Big Bang en général et le modèle ΛCDM en particulier. De plus, les expériences WMAP et BICEP ont observé une cohérence de ces fluctuations à des échelles angulaires plus grandes que l'horizon cosmologique apparent lors de la recombinaison. Soit une telle cohérence est affinée, soit une inflation cosmique est survenue.
Le 17 mars 2014, des astronomes du California Institute of Technology, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, de l'Université Stanford, et de l'Université du Minnesota ont annoncé la détection de patrons caractéristiques de la lumière polarisée dans le CMB, attribués aux ondes gravitationnelles du début de l'univers. , qui, si elles étaient confirmées, fourniraient une preuve solide de l’inflation cosmique et du Big Bang. Cependant, le 19 juin 2014, une baisse de confiance dans la confirmation des conclusions de l'inflation cosmique a été signalée.
F I N .
ASTROPHYSIQUE - FOND COSMIC À MICRO-ONDES.
Le fond cosmique en hyperfréquences (CMB) est le rayonnement thermique supposé rester du «Big Bang» de la cosmologie. Dans la littérature plus ancienne, le CMB est aussi connu sous le nom de rayonnement de fond cosmique (CMBR) ou «rayonnement de relique». époque de recombinaison. Avec un télescope optique traditionnel, l'espace entre les étoiles et les galaxies (le fond) est complètement sombre. Cependant, un radiotélescope suffisamment sensible présente une faible lueur d’arrière-plan, presque identique dans toutes les directions, qui n’est associée à aucune étoile, galaxie ou autre objet. Cette lueur est la plus forte dans la région des micro-ondes du spectre radio. La découverte accidentelle de CMB en 1964 par les radioastronomes américains Arno Penzias et Robert Wilson était l'aboutissement d'un travail initié dans les années 1940 et avait valu aux découvreurs le prix Nobel de 1978.
Le CMB est un instantané de la plus ancienne lumière de notre univers, imprimée dans le ciel alors que l'univers n'avait que 380 000 ans. Il présente de minuscules fluctuations de température qui correspondent à des régions de densités légèrement différentes, représentant les germes de toutes les structures futures: les étoiles et les galaxies d'aujourd'hui.
Le CMB est bien expliqué comme étant le rayonnement laissé depuis le début du développement de l'univers, et sa découverte est considérée comme un test décisif du modèle Big Bang de l'univers. Quand l'univers était jeune, avant la formation d'étoiles et de planètes, il était plus dense, beaucoup plus chaud et rempli d'une lueur uniforme provenant d'un brouillard de plasma d'hydrogène chauffant à blanc. Au fur et à mesure que l'univers se développait, le plasma et le rayonnement qui le recouvrait devenaient de plus en plus froids. Lorsque l'univers s'est suffisamment refroidi, les protons et les électrons se sont combinés pour former des atomes neutres. Ces atomes ne pouvant plus absorber le rayonnement thermique, l’univers est devenu transparent au lieu d’être un brouillard opaque. Les cosmologistes font référence à la période au cours de laquelle les atomes neutres se sont formés pour la première fois comme étant l'époque de la recombinaison, et peu de temps après, lorsque les photons ont commencé à voyager librement dans l'espace au lieu d'être constamment diffusés par des électrons, les protons dans le plasma sont appelés découplage de photons. Les photons qui existaient au moment du découplage des photons se propagent depuis, bien qu’ils deviennent de plus en plus faibles et moins énergétiques, car la dilatation de l’espace entraîne l’augmentation de leur longueur d’onde dans le temps (et la longueur d’onde est inversement proportionnelle à l’énergie selon la relation de Planck). C’est la source du terme alternatif «rayonnement relique». La surface de la dernière diffusion fait référence à l'ensemble des points de l'espace situés à la bonne distance de nous, de sorte que nous recevons maintenant les photons initialement émis par ces points au moment du découplage des photons.
Des mesures précises du CMB sont essentielles à la cosmologie, car tout modèle proposé de l'univers doit expliquer ce rayonnement. Le CMB a un spectre de corps noir thermique à une température de 2,72548 ± 0,00057 K. La radiance spectrale dEν / dν est maximale à 160,2 GHz, dans la gamme de fréquences des micro-ondes. (Alternativement, si la radiance spectrale est définie par dEλ / dλ alors la longueur d'onde maximale est de 1,063 mm.) La lueur est presque presque uniforme dans toutes les directions, mais les très petites variations résiduelles montrent un motif très spécifique, le même que celui attendu d'un assez uniformément gaz chaud distribué qui a étendu à la taille actuelle de l'univers. En particulier, la luminance spectrale sous différents angles d'observation dans le ciel contient de petites anisotropies, ou irrégularités, qui varient en fonction de la taille de la région examinée. Elles ont été mesurées en détail et correspondent à ce qui serait attendu si de petites variations thermiques, générées par des fluctuations quantiques de la matière dans un espace très petit, s'étaient étendues à la taille de l'univers observable que nous voyons aujourd'hui. Il s’agit d’un domaine d’étude très actif, les scientifiques recherchant à la fois de meilleures données (par exemple, le satellite Planck) et de meilleures interprétations des conditions initiales d’expansion. Bien que de nombreux processus différents puissent produire la forme générale d'un spectre de corps noir, aucun modèle autre que le Big Bang n'a encore expliqué les fluctuations. En conséquence, la plupart des cosmologistes considèrent le modèle Big Bang de l'univers comme la meilleure explication du CMB.
Le haut degré d'uniformité dans l'univers observable et son anisotropie faible mais mesurée confirment fortement le modèle Big Bang en général et le modèle ΛCDM en particulier. De plus, les expériences WMAP et BICEP ont observé une cohérence de ces fluctuations à des échelles angulaires plus grandes que l'horizon cosmologique apparent lors de la recombinaison. Soit une telle cohérence est affinée, soit une inflation cosmique est survenue.
Le 17 mars 2014, des astronomes du California Institute of Technology, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, de l'Université Stanford, et de l'Université du Minnesota ont annoncé la détection de patrons caractéristiques de la lumière polarisée dans le CMB, attribués aux ondes gravitationnelles du début de l'univers. , qui, si elles étaient confirmées, fourniraient une preuve solide de l’inflation cosmique et du Big Bang. Cependant, le 19 juin 2014, une baisse de confiance dans la confirmation des conclusions de l'inflation cosmique a été signalée.
F I N .
