[News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

La physique de l'Univers...

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Michel
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[News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Michel » 15/11/2012 - 12:00:28

Des astrophysiciens du projet SDSS-III (Sloan Digital Sky Survey), composé en grande partie de chercheurs français, ont effectué la première mesure du taux de l'expansion de l'Univers jeune, âgé de seulement trois milliards d'années, alors que la gravité freinait encore son expansion, avant sa phase actuelle d'expansion accélérée par l'Énergie Noire. Ils ont utilisé pour cela une nouvelle technique permettant de dresser une carte en trois dimensions de l'Univers lointain. Ce résultat est en ligne sur arXiv.org.

Hubble et Lemaître ont mis en évidence l'expansion de l'Univers dans les années 1920 en procédant à deux types de mesures pour un même ensemble de galaxies : la distance entre ces galaxies et nous, ainsi que la vitesse de ces galaxies (en utilisant l'effet Doppler sur les raies de leurs spectres).

Leurs observations sont à l'origine du modèle "standard" actuel de la cosmologie. Au début de l'histoire de l'Univers, cette expansion s'est ralentie continûment, sous l'effet de la gravitation de matière et de la radiation. Mais depuis cinq milliards d'années, ce comportement s'est inversé : l'expansion s'est mise à accélérer, sous l'effet d'une mystérieuse force répulsive produite par "l'énergie sombre". Des expériences en cosmologie ont permis d'observer cette période d'accélération récente, mais jusqu'ici pas la décélération primitive de l'Univers. Réussir à mesurer cette décélération exige de remonter aux premiers milliards d'années de son histoire, de remonter loin dans le temps, donc d'observer loin dans l'espace. Pour cela, des galaxies ne suffisent plus : à des distances aussi élevées, leur luminosité devient trop faible.


Image
Technique de mesure utilisée : la lumière de quasars distants (les points à gauche) est partiellement absorbée lorsqu'elle traverse des nuages d'hydrogène intergalactique (au centre). Ce phénomène crée une « forêt » de raies d'absorption, qui peut être interprétée pour créer une carte du gaz.
Les points jaunes sont les quasars précédemment connus. Les points rouges sont les quasars découverts par BOSS. BOSS a collecté des spectres de dix fois plus de quasars que les précédents relevés.
© Zosia Rostomian et Nic Ross (Lawrence Berkeley National Laboratory) et la collaboration SDSS-III


Pour contourner le problème, les astrophysiciens du Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III) (1) , composé notamment de chercheurs français, se sont donc intéressés aux quasars, des astres lointains et extrêmement brillants. Lorsqu'on mesure le spectre d'un quasar, on voit non seulement sa lumière mais aussi l'absorption résiduelle du gaz intergalactique entre le quasar et nous. Les astrophysiciens ont pu ainsi étudier la distribution du gaz intergalactique et y détecter des nuages d'hydrogène, pour reproduire sur eux une expérience similaire à celle d'Hubble et Lemaître sur les galaxies.

Pour appliquer efficacement cette technique de mesure innovante de SDSS-III, dite de la « forêt Lyman-alpha », encore fallait-il pouvoir disposer d'un très grand nombre de quasars, et dresser ainsi une carte de l'univers lointain et en trois dimensions. C'est le groupe français de SDSS, en partie financé par l'ANR, qui s'est principalement spécialisé dans la recherche, l'étude et la sélection des quasars à observer. Le premier catalogue de la collaboration a été publié mi-octobre et contient 89 000 quasars.

L'étude a porté ensuite sur 50 000 de ces quasars. Elle résulte principalement du travail de chercheurs du laboratoire Astroparticule et Cosmologie (CNRS/Université Paris Diderot/CEA/Observatoire de Paris), de l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu, CEA Saclay) et de l'Institut d'Astrophysique de Paris (CNRS/UPMC), en collaboration avec le reste du groupe SDSS-France (le LAM (2), le CPPM (3) et l'Institut Utinam (4)) et l'ensemble de l'équipe SDSS-III.

Au delà de ce résultat important, SDSS-III va continuer à améliorer notre connaissance de l'énergie noire : à la fin du relevé, en 2014, il aura mesuré plus d'un million et demi de galaxies, et plus de 160 000 quasars. Il aura aussi permis de démontrer que la technique de mesure de la « forêt Lyman-alpha » n'est plus un pari risqué, mais une méthode standard pour explorer l'Univers lointain.


Image
Evolution du taux d'expansion de l'Univers au cours des dix derniers milliards d'années : les nombres en bas montrent le temps dans le passé, en milliards d'années. L'axe vertical montre le taux d'expansion de l'Univers. Les mesures utilisant des galaxies apparaissent comme des points à droite du graphe. Jusqu'à présent, les cartes 3D par BOSS et d'autres relevés mesuraient la distribution des galaxies jusqu'à 5,5 milliards d'années dans le passé, à un moment où l'expansion de l'Univers s'accélérait déjà. La nouvelle mesure, le point à gauche, a maintenant sondé la structure de l'Univers lointain à un moment où l'expansion se ralentissait encore.
© Zosia Rostomian et Nic Ross (Lawrence Berkeley National Laboratory) et la collaboration SDSS-III



Notes :

(1) Consulter le site web.

(2) Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université).

(3) Centre de physique des particules de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université).

(4) Observatoire des Sciences de l'Univers THETA/Institut UTINAM (CNRS/Université de Franche-Comté).


Source: CNRS

InFatalError
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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par InFatalError » 16/11/2012 - 1:12:44

salut.


Je suis toujours impressionné par les découvertes et les interprétation en astronomie.... ces résultats sont la sommes d'un travail d'observation et de réflexion monstrueux....bon courage pour la suite... :)

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Aldebaran
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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Aldebaran » 16/11/2012 - 14:44:46

Des astrophysiciens du projet SDSS-III (Sloan Digital Sky Survey), composé en grande partie de chercheurs français, ont effectué la première mesure du taux de l'expansion de l'Univers jeune


D'accord, mais qu'en est-il du taux d'expansion ?
En 2006, trois équipes différentes ont eu pour mission de mesurer cette constante et aucune des trois n'avait la même valeur. Ils ont trouvé H0 égal à 61, 74 et 77 km/s/Mpc... Ou en est-on aujourd'hui ?
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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Victor » 16/11/2012 - 16:14:02

Une question que je me pose
soit l'univers tels que avant et après la grande inflation
il a grandit de 10E42 en l'espace d'une fraction de temps très tourte
soit un fragment d'univers soumis à cette inflation
il y a dû y avoir des zones relativement proches de cet univers avant inflation
qui se sont trouvée séparée de distances considérables....
donc si je suis la chronologie des grande zone d'univers se sont re trouvée contemporaines
dans l'âge d'évolution cosmologique c'est à dire issues de la même zone
elles ont donc la même histoire et ça donne un univers où l'expansion classique de Hubble et Lemaitre
Il y a de très grande zone du même age cosmologique
comment dans notre cosmologie actuelle tient on compte de cette inflation
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais: Cherche encore!

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bwergl
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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par bwergl » 17/11/2012 - 22:03:33

peut on déduire que l'inflation concerne ou pas l'espace qu'il y a entre les atomes ? si l'inflation touche l'espace qu'il y a entre les atomes, alors c'est proportionnel et on ne peut pas prendre conscience de l'inflation. a l'inverse, ca devient étonnant que la matière puisse alors exister avec une répartition aussi équilibrée en plus. est ce pour régler cette question qu'on a développé l'inflation instantanée avec les grumeaux d'atomes restés ensemble pour former la matiere des galaxies ensuite? ou avec un process ou les atomes dispersés se sont rapprochés plus tard plus vite que l'inflation ne les séparait?

du fait qu'on ai désormais conscience de l'inflation signifie en principe qu'il n y a plus homothétie globale de l'univers

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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Zoharion » 15/04/2013 - 20:45:59

Quand on parle généralement de l'inflation de l'univers, cela ne concerne pas l'espace entre les atomes mais celui entre les galaxies et autre corps de taille remarquable de l'univers. L'astronaume Huble a, par ses observations, constaté que les galaxies se fuyaient les unes des autres. En fait, un décalage de la lumière vers le rouge est observable lorsque l'on regarde des objets de plus en plus éloignés. Etant donné que la vitesse de la lumière est considérée fixe dans le vide depuis le commencement de l'Univers, l'explication de ce décalage chromatique est que l'espace portant l'onde lumineuse s'étire.

Un bon dessin vaut mieux qu'une longue explication :

[img=https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSDP2eTp_-hfiZFj8Et-ObvOqKq5wJwW-1OoDREuBFs0xMlcvfz4Q]https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSDP2eTp_-hfiZFj8Et-ObvOqKq5wJwW-1OoDREuBFs0xMlcvfz4Q[/img]

En haut, une étoile fixe par rapport à la Terre
En bas, l'espace se créant entre l'étoile et la Terre, la longueur d'onde de la lumière est étirée.

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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Victor » 26/04/2013 - 15:55:34

Tu devrais faire attention entre l'effet Doppler qui lui est purement cinétique d'un mouvement relatif avec le Redshift qui lui est un décalage vers le rouge de fuite, c'est cosmologique et relatif de l'univers qui grandit, je sais bien que tu ne mélanges pas mais ton explication elle peut prêter à confusion
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais: Cherche encore!

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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par bongo1981 » 27/04/2013 - 19:16:06

Je suis d'accord avec Victor, le dessin montre l'effet Fizeau-Doppler qui est un effet purement cinématique (dû au mouvement), alors que le phénomène de redshift correspond à l'expansion.

En effet, si la lumière d'une étoile a été émise alors que l'univers était 2 fois plus petit, la longueur d'onde de la lumière aura doublé (a_aujourd'hui = 2 a_avant). De ce fait, son redshift sera de z=1 (a_aujourd'hui / a_avant = 1 + z).

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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par Zoharion » 28/04/2013 - 10:29:06

En fait, lorsque j'ai ma recherche, je n'ai pas trouvé d'autre dessin plus simple mais je suis d'accord que cela peut prêter à confusion.

Que dites-vous de ceux-là ?

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bongo1981
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Re: [News] Mesurer la décélération de l'expansion de l'Univers primitif

Message par bongo1981 » 28/04/2013 - 11:24:43

Oui c'est bien ça :)

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