20 mars 2013
Ce jeudi, les scientifiques dévoileront la meilleure image obtenue à ce jour
du rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence (Cosmic Microwave Background
ou CMB) – le rayonnement fossile du Big Bang. Elle est basée sur les données du
télescope spatial Planck de l’ESA. Le lancement de Planck a eu lieu le 14 mai 2009 et la première image intégrale du ciel livrée par cette mission (voir ci-dessus), a été présentée en juillet 2010.
La ligne horizontale qui traverse l’image correspond au disque principal de notre galaxie, la Voie lactée. Les panaches qui s’étirent de part et d’autre sont des poussières froides contenant tout un réseau d’étoiles en formation.
En arrière-plan de la Voie lactée, on distingue en brun chiné le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence (CMB), la lumière la plus ancienne de notre Univers âgé de 13,7 milliards d’années. Cette lumière baigne l’Univers tout entier. C’est elle par exemple qui est à l’origine d’une petite partie des charges électrostatiques qui affectaient les postes de télévision analogiques.
Le CMB s’est imprimé sur le ciel alors que l’Univers n’avait que 380 000 ans. Pendant la phase d’expansion de l’Univers, le signal du CMB s’est étiré jusqu’à se transformer en hyperfréquences, ce qui correspond à une température de tout juste 2,7 degrés au-dessus du zéro absolu.
Les structures formant des mouchetures sur l’arrière-plan brun de l’image représentent d’infimes fluctuations de température qui correspondaient à des régions de densité légèrement différente au tout début de l’histoire de l’Univers. Elles portaient en elles le germe de toutes les structures qui se sont formées par la suite, ces étoiles et galaxies que nous connaissons aujourd’hui.
Cette carte permet aux astronomes d’en apprendre davantage sur la composition et l’évolution de l’Univers de sa naissance jusqu’à nos jours et même au-delà.
Le satellite COBE (COsmic Background Explorer), lancé en 1989 par la NASA, a été la première mission spatiale conçue pour étudier le CMB. Puis, en 2001, la NASA a lancé la WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), sonde de deuxième génération, qui a donné davantage de détails sur les fluctuations du CMB. Les cartes du CMB établies grâce à ces missions, qui apparaissent en noir et blanc sous l’image de Planck dans l’animation ci-dessus, montrent l’amélioration progressive de la précision avec laquelle a été cartographié le rayonnement fossile, vestige du Big Bang de notre Univers.
Planck vient désormais de révéler le rayonnement de fond cosmologique avec une précision encore plus grande en extrayant et en supprimant les émissions d’avant-plan qui le masquaient.
La nouvelle carte du CMB sera présentée et commentée lors d’une conférence de presse qui aura lieu ce jeudi à 10h00 au Siège de l’ESA. L’événement sera retransmis en direct sur www.esa.int.
Articles ESA :
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Planck
21 mars 2013
Cosmic
microwave background seen by Planck
21 March 2013
Acquired by ESA’s Planck
space telescope, the most detailed map ever created of the cosmic microwave
background – the relic radiation from the Big Bang – was released today
revealing the existence of features that challenge the foundations of our current
understanding of the Universe. The image is based on the initial 15.5 months of data from Planck and is the mission’s first all-sky picture of the oldest light in our Universe, imprinted on the sky when it was just 380 000 years old...........
Traduction :
ESA > ESA in your country > France
ARTICLE :
http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Planck_revele_un_Univers_presque_parfait
Rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence détecté par Planck
21 mars 2013
Le télescope spatial Planck de l'Agence spatiale européenne est à
l’origine des données qui permettent aujourd’hui la diffusion de la
carte la plus détaillée encore jamais établie du rayonnement de fond
cosmologique hyperfréquence – le rayonnement fossile du Big Bang. Cette
carte met en évidence des caractéristiques cosmiques remarquables qui
bousculent les fondements de nos connaissances actuelles sur l’Univers.
Cette image est basée sur les données des 15 premiers mois de fonctionnement de Planck. C’est la première image de cette mission qui montre sur l’ensemble du ciel la plus ancienne des émissions de lumière, qui a baigné notre jeune Univers quand il n’avait que 380 000 ans.
L’Univers était alors rempli d’un magma brûlant de protons, d’électrons et de photons s’entremêlant à quelque 2700ºC. L’interaction entre protons et électrons qui a donné naissance aux atomes d’hydrogène a ensuite libéré la lumière. A la faveur de l’expansion de l’Univers, cette lumière a été étirée jusqu’à atteindre aujourd’hui des longueurs d’ondes hyperfréquences qui équivalent à une température de juste 2,7 degrés au-dessus du zéro absolu.
Ce rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence – CMB – présente d’infimes fluctuations de température qui correspondent à des régions de densité légèrement différente aux époques proches de l’origine et portent en elles le germe de toutes les structures futures, ces étoiles et galaxies que nous connaissons aujourd’hui.
Selon le modèle cosmologique standard, ces fluctuations se sont produites immédiatement après le Big Bang et ont été étirées sur de grandes échelles cosmologiques au cours d’une brève période d’expansion accélérée dite inflation.
Planck a été conçu pour cartographier ces fluctuations sur l’intégralité du ciel avec une résolution et une sensibilité encore jamais atteintes. En analysant la nature et la répartition des germes de structures sur l’image du CMB obtenue grâce à Planck, nous pouvons déterminer la composition et l’évolution de l’Univers de sa naissance jusqu’au jour d’aujourd’hui.
Cette image est basée sur les données des 15 premiers mois de fonctionnement de Planck. C’est la première image de cette mission qui montre sur l’ensemble du ciel la plus ancienne des émissions de lumière, qui a baigné notre jeune Univers quand il n’avait que 380 000 ans.
L’Univers était alors rempli d’un magma brûlant de protons, d’électrons et de photons s’entremêlant à quelque 2700ºC. L’interaction entre protons et électrons qui a donné naissance aux atomes d’hydrogène a ensuite libéré la lumière. A la faveur de l’expansion de l’Univers, cette lumière a été étirée jusqu’à atteindre aujourd’hui des longueurs d’ondes hyperfréquences qui équivalent à une température de juste 2,7 degrés au-dessus du zéro absolu.
Ce rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence – CMB – présente d’infimes fluctuations de température qui correspondent à des régions de densité légèrement différente aux époques proches de l’origine et portent en elles le germe de toutes les structures futures, ces étoiles et galaxies que nous connaissons aujourd’hui.
Selon le modèle cosmologique standard, ces fluctuations se sont produites immédiatement après le Big Bang et ont été étirées sur de grandes échelles cosmologiques au cours d’une brève période d’expansion accélérée dite inflation.
Planck a été conçu pour cartographier ces fluctuations sur l’intégralité du ciel avec une résolution et une sensibilité encore jamais atteintes. En analysant la nature et la répartition des germes de structures sur l’image du CMB obtenue grâce à Planck, nous pouvons déterminer la composition et l’évolution de l’Univers de sa naissance jusqu’au jour d’aujourd’hui.
Planck’s anomalous sky
Mais la carte de Planck est si précise qu’elle fait également apparaître certaines caractéristiques énigmatiques qui ne pourront être expliquées que par de nouvelles avancées théoriques.
“La qualité extraordinaire du tableau de l’Univers juvénile que nous brosse Planck nous permet de mettre à nu jusqu’à ses fondements sous les différentes strates du temps et met en évidence que notre représentation du cosmos est loin d’être complète. Et c’est l'industrie européenne qui a rendu ces découvertes possibles en développant à cet effet des technologies sans équivalent,” déclare Jean-Jacques Dordain, Directeur général de l’ESA.
“Depuis la diffusion en 2010 du premier relevé de l’ensemble du ciel acquis par Planck, nous avons soigneusement extrait et analysé toutes les émissions lumineuses d’avant-plan qui se situent entre nous et la lumière originelle émise par l’Univers, ce qui nous a permis de faire apparaître le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence avec une précision encore jamais atteinte,” ajoute George Efstathiou de l’Université de Cambridge (Royaume-Uni).
L’une des constatations les plus surprenantes est que sur de grandes échelles angulaires, les fluctuations des températures du CMB ne correspondent pas à celles que prévoit le modèle standard – leur signal n’est pas aussi fort que le laisserait prévoir la structure à plus petite échelle que Planck a mise en évidence.
Masquer suite
Asymmetry and cold spot
En outre, la tache froide repérée sur une partie du ciel est bien plus étendue qu’on ne l’escomptait.
Cette asymétrie et cette tache froide avaient déjà été décelées par le prédécesseur de Planck, le satellite WMAP de la NASA, mais elles ont été peu étudiées, certains spécialistes doutant qu’elles aient une origine cosmique.
“La détection de ces anomalies par Planck est suffisamment significative pour écarter tous les doutes qui auraient pu subsister quant à leur réalité. Impossible désormais d’avancer qu’il pourrait s’agir d’un biais introduit par les instruments eux-mêmes. Elles sont bien réelles et il nous faut maintenant leur trouver une explication crédible,” indique Paolo Natoli de l’Université de Ferrara (Italie).
“Imaginez que l’examen des fondations d’un bâtiment fasse apparaître des fragilités à certains endroits. Même sans avoir la certitude que le bâtiment soit à terme menacé d’effondrement, vous allez sans doute rechercher sans tarder le moyen de le consolider,” ajoute François Bouchet de l’Institut d’Astrophysique de Paris.
L’une des hypothèses que l’on peut avancer est que l’Univers n’est pas homogène dans toutes les directions à une échelle supérieure à celle sur laquelle portent nos observations. Dans ce scénario, la lumière du rayonnement fossile pourrait avoir suivi à travers l’Univers un cheminement plus complexe qu’on ne le pensait jusqu’ici, qui aurait donné naissance à certaines des structures inhabituelles que nous observons aujourd’hui.
“Notre but ultime est de construire un nouveau modèle qui prédise ces anomalies et explique les liens qu’elles entretiennent. Mais nous n’en sommes qu’aux prémices. Nous ne savons pas encore si cela est possible et quels sont les nouveaux postulats de la physique dont nous avons besoin. C’est cela qui est passionnant,” s’enthousiasme George Efstathiou.
La matière ordinaire qui constitue les étoiles et les galaxies représente seulement 4,9 % de la masse/densité énergétique de l’Univers. La matière noire, dont l’existence n’a jusqu’ici été mise en évidence qu’indirectement, à travers l’influence gravitationnelle qu’elle exerce, en constitue 26,8%, soit près d’un cinquième de plus que ce que l’on estimait précédemment.
Inversement, l’énergie noire, force mystérieuse que l’on croit être à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers, représente une proportion moindre que ce que l’on pensait auparavant.
Enfin, les données de Planck ont conduit à réviser le taux d’expansion actuel de l’Univers, dit constante de Hubble, pour le fixer à 67,15 km/s/Mpc, ce qui est notablement inférieur à la valeur servant actuellement de référence en astronomie. Il en résulte que l’âge de l’Univers serait de 13,82 milliards d’années.
“En nous permettant d’établir les cartes du rayonnement hyperfréquence les plus précises et les plus détaillées jamais réalisées à ce jour, Planck nous donne une nouvelle vision de l’Univers qui nous fait toucher du doigt les limites des théories cosmologiques actuelles, ” explique Jan Tauber, responsable scientifique du projet Planck à l’ESA.
“Nous observons une correspondance presque parfaite avec le modèle cosmologique standard mais certains traits énigmatiques nous contraignent à reconsidérer quelques-unes de nos hypothèses de base.”
“C’est le début d’une nouvelle aventure et nous comptons bien résoudre une partie de l’énigme en poursuivant l’analyse des données de Planck.”
25 mars 2013
Des scientifiques ont réalisé une nouvelle carte de la lumière
originelle de l'univers, une carte qui soulève des questions de fond sur
le Big Bang.
"L'idée derrière Planck, c'était de réaliser la meilleure cartographie possible du rayonnement thermique issu du Big Bang", explique Bruce Partridge, professeur d'astronomie au Haverford College. Et cette cartographie, la plus précise qui soit, renferme des informations scientifiques auxquelles personne ne s'attendait.
"Cette carte est très spéciale: elle représente le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence, réalisée grâce au satellite Planck. Elle recoupe tout le travail que nous avons accompli ces dernières années" dit Jan Tauber, un scientifique du projet Planck de l'ESA, en montrant une carte arrondie aux couleurs oranges et bleu.
Le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence, c'est le rayonnement lumineux ou thermique, émis 380.000 ans après le Big Bang. Le rayonnement était alors intimement lié à la matière. C'est pourquoi le représenter sous forme de carte permet de mieux comprendre la structure de l'univers primordial.
Cette carte confirme certaines connaissances, met en remet certaines en cause: "La majeure partie de cette carte colle parfaitement à notre modèle basique. Mais nous avons aussi détecté des éléments surprenants, et c'est là que cela devient intéressant, car il y a des éléments qui ne collent pas, ajoute Jan Tauber. Par exemple, à un endroit de la carte, on peut voir ce que l'on appelle un point froid, c'est à dire une vaste zone dans le ciel où nous observons un déficit de signal. Nous nous attendions à voir plus de signaux ici, mais ce n'est pas le cas. C'est clairement une anomalie".
"L'idée derrière Planck, c'était de réaliser la meilleure cartographie possible du rayonnement thermique issu du Big Bang", explique Bruce Partridge, professeur d'astronomie au Haverford College. Et cette cartographie, la plus précise qui soit, renferme des informations scientifiques auxquelles personne ne s'attendait.
"Cette carte est très spéciale: elle représente le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence, réalisée grâce au satellite Planck. Elle recoupe tout le travail que nous avons accompli ces dernières années" dit Jan Tauber, un scientifique du projet Planck de l'ESA, en montrant une carte arrondie aux couleurs oranges et bleu.
Le rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence, c'est le rayonnement lumineux ou thermique, émis 380.000 ans après le Big Bang. Le rayonnement était alors intimement lié à la matière. C'est pourquoi le représenter sous forme de carte permet de mieux comprendre la structure de l'univers primordial.
Cette carte confirme certaines connaissances, met en remet certaines en cause: "La majeure partie de cette carte colle parfaitement à notre modèle basique. Mais nous avons aussi détecté des éléments surprenants, et c'est là que cela devient intéressant, car il y a des éléments qui ne collent pas, ajoute Jan Tauber. Par exemple, à un endroit de la carte, on peut voir ce que l'on appelle un point froid, c'est à dire une vaste zone dans le ciel où nous observons un déficit de signal. Nous nous attendions à voir plus de signaux ici, mais ce n'est pas le cas. C'est clairement une anomalie".
Planck est une mission de l'Agence Spatiale Européenne, qui intéresse
les scientifiques du monde entier, notamment aux Etats-Unis. Le
professeur Bruce Partridge était parmi les premiers contributeurs au
projet. Il savait que les informations issues de cette mission
livreraient des détails sans précédent sur le Big Bang et ses
implications. Selon ce professeur d'astronomie au Haverford College,
"Planck est la première étude du ciel avec une gamme d'ondes
électromagnétiques difficiles à observer depuis la surface terrestre.
A partir d'une fréquence d'à peu près 100 Giga Hertz, qui correspond à des ondes électromagnétiques de quelques millimètres, et qui montent jusqu'à des fréquences multipliées par dix, Planck est le premier instrument qui pratique des relevés sur la totalité du ciel quelque soit la sensibilité. Rappelez-vous des avancées qu'ont connues les appareils photos, quand ils sont passés de quelques mega-pixels à six, huit, puis douze mega-pixels. En gros, Planck fait le même bond en avant: des résolutions bien plus élevées et une plus forte sensibilité pour cartographier cette surface."
Malgré cette haute résolution, les scientifiques devaient s'assurer de ne pas capter de mauvaises interférences issues d'objets bien plus proches de la terre. Car notre galaxie elle-même émet un rayonnement thermique, qui peut biaiser ou imiter la chaleur issue du Big Bang. Planck a donc été conçu de façon à isoler les signaux cosmologiques issus du Big Bang.
A partir d'une fréquence d'à peu près 100 Giga Hertz, qui correspond à des ondes électromagnétiques de quelques millimètres, et qui montent jusqu'à des fréquences multipliées par dix, Planck est le premier instrument qui pratique des relevés sur la totalité du ciel quelque soit la sensibilité. Rappelez-vous des avancées qu'ont connues les appareils photos, quand ils sont passés de quelques mega-pixels à six, huit, puis douze mega-pixels. En gros, Planck fait le même bond en avant: des résolutions bien plus élevées et une plus forte sensibilité pour cartographier cette surface."
Malgré cette haute résolution, les scientifiques devaient s'assurer de ne pas capter de mauvaises interférences issues d'objets bien plus proches de la terre. Car notre galaxie elle-même émet un rayonnement thermique, qui peut biaiser ou imiter la chaleur issue du Big Bang. Planck a donc été conçu de façon à isoler les signaux cosmologiques issus du Big Bang.
Masquer suite
La mission Planck pourrait conduire à remettre en question nos théories
sur les origines de l'univers. La difficulté, c'est qu'à grande échelle,
le signal issu du rayonnement de fond cosmologique hyperfréquence est
bien plus faible que prévu. "Sommes-nous capables de trouver une
explication théorique qui ferait le lien entre les différents phénomènes
observés, y compris les petites contradictions, avec la théorie de
l'inflation? C'est possible que nous devions changer de paradigme, parce
que pour le moment, aucune explication théorique claire n'est capable
de faire le lien entre ces anomalies. Mais si on parvient à trouver une
théorie qui fait le lien entre des phénomènes jusque là sans aucun
rapport, alors on construit une nouvelle physique", explique le
professeur d'astrophysique George Efstathiou à l'université de
Cambridge.
Cette mission va vraisemblablement apporter un éclairage nouveau sur la transformation de l'univers de sa naissance à aujourd'hui et sur son évolution future. "Quel âge a l'univers? Est-il vraiment en expansion? Cela a-t-il commencé avec le Big Bang? Grâce à ces observations, on trouve des réponses à ces questions. Oui, ça a commencé avec le Big Bang. Nous savons quand il s'est produit: il y a 13,7 milliards d'années, pas 14, pas 15, mais 13,7 milliards d'années. Ce sont des réponses basées sur des observations" s'émerveille le professeur Bruce Partridge.
Lire l' article :
http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Le_satellite_europeen_Planck_remonte_jusqu_a_la_nuit_des_temps
Cette mission va vraisemblablement apporter un éclairage nouveau sur la transformation de l'univers de sa naissance à aujourd'hui et sur son évolution future. "Quel âge a l'univers? Est-il vraiment en expansion? Cela a-t-il commencé avec le Big Bang? Grâce à ces observations, on trouve des réponses à ces questions. Oui, ça a commencé avec le Big Bang. Nous savons quand il s'est produit: il y a 13,7 milliards d'années, pas 14, pas 15, mais 13,7 milliards d'années. Ce sont des réponses basées sur des observations" s'émerveille le professeur Bruce Partridge.
Lire l' article :
http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Le_satellite_europeen_Planck_remonte_jusqu_a_la_nuit_des_temps
Source : ESA
Contact : f6agv (AT) free.fr
