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L'univers dans tous ses états
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L'Univers observable | |||||||||||||||||||||||||||||
| Le rayonnement fossile | |||||||||||||||||||||||||||||
Le rayonnement électromagnétique fossile ou Fond du ciel, est un rayonnement naturel de micro-ondes à basse température arrivant à la surface de la Terre depuis toutes les directions du cosmos. On l'appelle ainsi parce qu'il forme un arrière-plan à toutes les sources radio ponctuelles qui ont été détectées par les radiotélescopes. Il fut détecté pour la première fois par Arno Penzias et Robert W. Wilson, en 1965, aux Laboratoires de Bell Telephone, dans le New Jersey. | Si l'on remonte encore un peu dans le temps, l'Univers atteint des températures de l'ordre du trillion de degré.
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| L'univers en vidéo | |||||||||||||||||||||||||||||
| A quoi ressemblerait un voyage imaginaire à travers l'univers connu ? Pour vous aider à visualiser ce voyage cosmique aller-retour, le Musée américain d'histoire naturelle a produit un film offrant les images virtuelles d'un tel voyage. La vidéo commence par une vue aérienne des montagnes de l'Himalaya, puis fait un zoom spectaculaire, montrant successivement, les orbites des satellites artificiels de la Terre, la Lune, les orbites des planètes, les constellations, le Soleil, le système solaire, la sphère occupée par l'émission des premiers signaux radio de l'humanité, la Voie lactée, les galaxies proches, les galaxies lointaines et les quasars jusqu'à atteindre le rayonnement cosmique diffus émis par le Big Bang il y a 13,7 milliards d'années. Cette lueur fossile de la toute première lumière de l’Univers transparent a été émise à la naissance de l'Univers moins d’un million d’années après le Big Bang et nous captons encore aujourd'hui . Pour réaliser ce film, les scientifiques ont utilisé les données du Digital Universe Atlas. Tous les objets céleste de cette vidéo sont représentés à l'échelle compte tenu des données connues en 2009 par la science. nota : le modèle du Big Bang privilégie l'existence d'une phase d'inflation cosmique très brève mais durant laquelle l'univers aurait grandi de façon extrêmement rapide. C’est à partir de là que l'essentiel des particules matérielles de l'univers ont été créées, à haute température, déclenchant l'émission d'une grande quantité de lumière, appelé fond diffus cosmologique. Ce rayonnement est aujourd'hui observé avec une grande précision par les sondes spatiales.
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| L'Univers observable | |||||||||||||||||||||||||||||
| L'âge de l'Univers a été précisé grâce aux observations de la sonde WMAP. Les paramètres cosmologiques indiquent une valeur probable pour l'âge de l'univers d'environ 13,7 milliards d'années avec une incertitude de 0,2 milliard d'années. Ceci est en accord avec les données issues de l'observation des amas globulaires et des naines blanches. L'univers observable contient environ 7×1022 étoiles, répandues dans environ 1010 galaxies, elles-mêmes organisées en amas et superamas de galaxies. Le nombre de galaxies pourrait être encore plus grand. Pourquoi les spécialistes de la cosmologie emploient souvent le terme univers dans le sens d'univers observable ? Parce que nous le voyons tel qu'il était il y a 13,7 milliards d'années mais depuis, l'univers a continué de grandir. Ainsi l'univers que nous voyons est une bulle de 13,7 milliards d'années de rayon, ce qui explique que nous vivons au centre de l'univers observable, en contradiction apparente avec le principe de Copernic qui dit que l'univers est plus ou moins uniforme et ne possède aucun centre en particulier. | Comme la lumière ne se déplace pas à une vitesse infinie, les observations que nous faisons proviennent donc du passé. En regardant de plus en plus loin, nous voyons les objets tel qu'ils étaient dans le passé, à une époque de plus en plus proche du Big Bang. Puisque la lumière se déplace à la même vitesse dans toutes les directions, tous les observateurs de l'univers vivent au centre de leur univers observable. L'Univers contient par définition tout ce qui existe, y compris l'espace-temps, il n'a donc pas de « bord ». En effet, l'existence d'un bord impliquerait qu'au-delà de ce bord, on ne serait plus dans l'Univers, cette notion n'est donc pas intuitive.
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Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ou WMAP | |||||||||||||||||||||||||||||
| La sonde Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a été lancée le 30 juin 2001. Elle est destinée à l'étude de l'anisotropie c'est à dire selon la direction, du fond diffus cosmologique. WMAP a été baptisée ainsi en hommage à l'astronome américain David Wilkinson, membre de l'équipe en charge du satellite, pionnier de l'étude du fond diffus cosmologique, décédé le 5 septembre 2002. L'objet de la mission est de cartographier avec la meilleure précision possible les fluctuations de température du rayonnement thermique cosmologique, ainsi que sa polarisation afin de permettre de reconstituer le contenu matériel de l'univers. Les premiers résultats de la sonde WMAP ont été salués à juste titre comme une grande avancée dans la compréhension de l'univers car WMAP a réalisé la première carte complète du fond diffus cosmologique depuis celle du satellite COBE en 1992, et ce avec une résolution considérablement meilleure. Le cosmos est âgé de 13,7 milliards d'années. Les premières générations d'étoiles ont commencé à s'y allumer 200 millions d'années après le bigbang. L'image a été publiée le 11 février 2003. | Cette image représente une cartographie de l'Univers dans l'état où il se trouvait à sa création, à l'âge de 380 000 ans alors qu'il devenait transparent. Ce murmure radio capturé dans le rayonnement à 3K ou -270°C nous montre les fluctuations résiduelles de notre univers et en filigrane, les grumeaux de matière qui ont donné naissance aux galaxies. La sonde Planck lancée en mai 2009 a pris la suite pour expliquer l'histoire de l'Univers. Son objectif est aussi d'observer le fond diffus cosmologique, le rayonnement émis 380 000 ans après la naissance de l'Univers, qui explique que la température actuelle de l'Univers est de 2,7 K. « En observant ce signal, nous pouvons remonter le temps et voir l'Univers tel qu'il était il y a des milliards d'années en arrière », explique Dominique Yvon, astrophysicien au CEA. |
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Sujets connexes | |||||||||||||||||||||||||||||
nota : Le parsec est la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d'une seconde d'arc.
Le rayonnement du fond du ciel est un rayonnement naturel de micro-onde fossile à 2.73 K. 
The Known Universe - Credit & Copyright: American Museum of Natural History 
Vue de l'Univers en lumière infrarouge. Cette image révèle 1,6 millions de galaxies parmi les dizaines de millions de sa structure locale.
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L'univers dans tous ses états
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| Astronomie - 20 janvier 2010 |
