Echec d'une prédiction de la théorie du Big Bang
Publié par Michel le 04/09/2006 à 00:00
Source: Université d'Alabama Huntsville
Illustration: NASA / WMAP
Les conclusions de scientifiques de l'université d'Alabama à Huntsville (UAH) conduits par le Dr. Richard Lieu, ne vont pas manquer de provoquer des polémiques: selon eux, l'apparente absence d'ombres galactiques là où l'on en attendait soulève de nouvelles questions sur la validité du fond cosmique de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) micro-onde (Les micro-ondes sont des ondes électromagnétiques de longueur d'onde intermédiaire entre l'infrarouge et les ondes de radiodiffusion. Le terme de...) (CMBR) en tant que preuve de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) suivant laquelle tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) a commencé dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) par le "Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans...)".

En utilisant de nouvelles mesures très précises fournies par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois...) WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) effectuées sur 31 amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre groupe et amas...), les chercheurs ont montré que certains d'entre eux ne provoqueraient pas autant d'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle...) qu'ils le devraient sur le rayonnement fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou...).

"Ces ombres sont un phénomène bien connu qui est prédit depuis des années", explique R. Lieu. "C'est la seule méthode directe pour déterminer la distance à l'origine du CMBR. Jusqu'ici, toutes les preuves qu'il provient d'un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) aussi lointain ne sont que des preuves indirectes. Si l'on observe une ombre, cela signifie que le rayonnement provient de derrière l'amas. Si l'on n'en observe pas, alors un problème se pose. Or parmi les 31 amas que nous avons étudiés, certains manifestent ce phénomène, mais d'autres pas".

D'autres groupes ont précédemment constaté ce type d'ombres sur le fond micro-onde. Ces études, cependant, n'utilisaient pas les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de WMAP, qui a été conçu spécifiquement pour étudier le CMBR.

Si la théorie standard du Big Bang est exacte et que le rayonnement micro-onde provient effectivement des confins les plus éloignés de l'univers, alors parmi les amas de galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au...) les plus "proches" de notre propre Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule)...), ceux qui émettent massivement des rayons X devraient tous provoquer des ombres portées sur le fond de micro-onde.

Prises ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...), les données montrent que le phénomène ne concerne qu'un quart des amas prédits, une valeur sensiblement égale en proportion aux variations naturelles déjà observées dans le fond cosmique à travers le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) dans sa totalité.

"De deux choses l'une", poursuit R. Lieu, "Soit le fond cosmique micro-onde ne provient pas de derrière les amas, soit... autre chose se passe. Une possibilité serait de dire que les amas eux-mêmes sont des sources d'émission de rayonnement micro-onde, et ceci soit depuis une source interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou...) ponctuelle soit depuis un halo de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) émetteurs faisant partie de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) de l'amas".

"Cependant, en se basant sur tout ce que nous connaissons des sources de rayonnement et des halos environnant les amas, on ne s'attend pas à de telles émissions. Et il serait invraisemblable de suggérer que plusieurs amas pourraient émettre des micro-ondes aux fréquences et intensités adéquates pour correspondre exactement au rayonnement du fond cosmique".

Des ombres nécessaires...

Prédit en 1948 et découvert en 1965, le CMBR est la légère "lueur micro onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...)" du faible rayonnement qui imprègne manifestement l'univers tout entier. Comme il semble provenir depuis toutes les directions avec une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) et une fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans précision, on...) pratiquement uniformes, les cosmologues ont théorisé que le fond cosmique était le rayonnement post luminescent vestige du Big Bang qui a généré l'univers. Et dans ce cas, le rayonnement qui atteint la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....) aujourd'hui a parcouru des milliards d'années-lumière dans l'espace à partir des confins de l'univers.

D'autre part, les amas de galaxies sont les plus grandes structures organisées de l'univers. Chaque amas peut contenir des centaines de galaxies comme la Voie Lactée, chacune avec des milliards d'étoiles. La gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) au centre de certains amas piège du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre...) qui est assez chaud pour émettre des rayons X. Ce gaz est également suffisamment chaud pour perdre ses électrons (il s'ionise), ce qui remplit des millions d'années-lumière cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des cinq solides de Platon, le seul...) d'espace à l'intérieur des amas galactiques d'essaims d'électrons libres.

Ce sont ces électrons libres qui, en se heurtant et en interagissant avec les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement...) du rayonnement micro-onde, les dévient fortement de leurs trajectoires initiales et produisent le phénomène d'ombre. Cet effet a été prédit pour la première fois en 1969 par les scientifiques russes Rashid Sunyaev et Yakov Zel'dovich.

Comme des ombres chinoises cependant, ces ombres ne peuvent se former que si les trois ingrédients (lumière, objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) et observateur) se présentent dans le bon ordre. Si un objet ne projette aucune ombre, ce peut être parce que la source lumineuse est plus proche de l'observateur que l'objet lui-même. Et cela pourrait signifier que le fond cosmique micro-onde ne provient pas des confins de l'univers, bien qu'il n'y ait aucune source alternative évidente ou connue.

"L'ensemble de données de WMAP est à la disposition du public et d'autres scientifiques vérifient déjà les résultats de nos chercheurs", indique R. Lieu, mais selon lui personne n'a encore pu trouver d'imperfection dans leur analyse.

Le résultat de leur travaux est publié dans l'édition du 1er septembre 2006 d'Astrophysical Journal. Déjà l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) passée, R. Lieu et le Dr. Jonathan Mittaz, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) de l'UAH également, avaient publié les résultats d'une étude utilisant des données de WMAP pour rechercher l'existence des effets de "lentilles gravitationnelles" qui devraient être observés (mais qui ne le sont pas) si le fond cosmique micro-onde est effectivement un vestige du Big Bang.

Page générée en 0.407 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique