[News] La preuve la plus directe de l’existence de l’énergie sombre ?

La physique de l'Univers...

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Michel
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[News] La preuve la plus directe de l’existence de l’énergie sombre ?

Message par Michel » 12/08/2008 - 0:00:40

Elle constitue près des trois quarts de la quantité de matière et d’énergie de l'univers et est responsable de l'accélération cosmique, mais en réalité c’est là tout ce que nous connaissons de l'énergie sombre. Aussi comment réagir à l’annonce de la « preuve la plus directe » de son existence ? Le magazine en ligne Physicsworld tente de répondre.


Qui est à l’origine de cette annonce ?

Un groupe d'astrophysiciens conduit par István Szapudi de l'université d'Hawaï. Les chercheurs ont analysé la lueur des photons micro-onde émanant de l'espace afin d’analyser le comportement de la taille des super amas de galaxies au fil du temps. Si notre univers est plat — et certaines observations suggèrent que c’est effectivement le cas — la théorie de la gravitation d’Einstein prévoie que la taille des super amas devrait rester la même. Cependant, les chercheurs d'Hawaï ont constaté que ceux-ci s’étendent, ce qui est la « marque de fabrique » d’une énergie sombre répulsive.


Comment analyser ces photons ?

Les photons micro-onde en question, connus sous le nom de fond cosmique micro-onde (CMB), imprègnent le cosmos tout entier depuis le premier « découplage » entre la matière et le rayonnement qui s’est produit environ 380 000 années après le Big Bang. En fait, la lueur CMB est si régulière que les astrophysiciens peuvent l’utiliser pour analyser la dynamique des grandes structures telles que les amas ou les super amas de galaxies. A partir des données d'un catalogue de galaxies appelé Sloan Digital Sky Survey, l'équipe de Szapudi a superposé l'emplacement des super amas sur une carte du CMB. Les scientifiques ont alors pu comparer l’allure des zones de la carte CMB correspondant à des régions remplies de super amas avec celles correspondant à des régions d’espace vide, encore appelés « super vides ».


Image
Cette image montre le fond cosmique micro-onde (CMB) en indiquant de plus
les positions des « super vides » (cercles bleus) et des super « amas » (cercles rouges).
En comparant la température des photons CMB issus de ces régions,
l'équipe de Szapudi a pu mesurer l’extension des super amas,
phénomène connu sous le nom d'effet « intégré de Sachs-Wolfe » (ISW effect),
conséquence de l’existence de l'énergie sombre.



Comment cette comparaison prouve-t-elle l’expansion des super amas ?

On sait que l’on gagne de l'énergie potentielle gravitationnelle lorque l’on gravit par exemple une côte ; de façon analogue, un photon acquiert de l’énergie quand il se trouve confronté au saut énorme de gravité que représente un super amas. Mais on pourrait penser que le photon perde cette même énergie quand il s’échappe de l'autre côté de l’amas. Cependant, si le super amas est en expansion pendant que le photon le traverse, ce dernier percevra une modification moindre de gravité quand il partira que lorsqu’il est entré. En d'autres termes, le photon gardera un témoignage de cette énergie supplémentaire. Szapudi et ses collègues ont recherché ces photons légèrement plus énergétiques en analysant la température. La différence n’est pas bien grande, environ un millionième de kelvin.


Cette équipe est-elle la première à observer cette énergie supplémentaire ?

Non. Le phénomène s'appelle l''effet « intégré de Sachs-Wolfe » (ISW), et l'idée de l’utiliser pour analyser la dynamique des super amas a été proposée la première fois par les cosmologistes Rob Crittenden et Neil Turok alors à l'université de Princeton en 1995. Depuis lors, une poignée d'astrophysiciens ont relevé le défi, comme les équipes conduites par Bob Nichol et Crittenden de l’'université de Portsmouth au R-U, par Enrique Gaztanaga de l'institut des sciences de l'espace en Espagne ou par Nikhil Padmanabhan du laboratoire Lawrence Berkeley aux USA. Ces dernières années ces équipes ont détecté l'effet ISW avec une certitude allant en s’accroissant.


L'équipe de Szapudi est-elle alors beaucoup plus sûre de son résultat?

Ce n’est en fait pas tant de degré de confiance qui est primordial — l’équipe annonce une détection de l'effet d'ISW avec une certitude de 99,9995%, qui est du même ordre que d'autres indice de confiance enregistrés cette année. L'aspect important du travail des chercheurs hawaïens est qu'ils ont concentré leur attention sur un seul échantillon des plus vastes super amas et des plus vastes super vides. Le résultat est un signal plus propre, moins bruité, plus digne de confiance. Selon Szapudi : « …Nous étions enthousiastes. C'est un effet infime et très subtil, et c'était la première fois que nous pouvions réellement le voir, ce qui est très différent que de le détecter à partir de statistiques beaucoup plus abstraites.


Pourquoi est-ce la preuve la plus directe de l’existence de l'énergie sombre ?

Il existe de nombreuses manières de conclure à l’existence de l'énergie sombre, mais presque toutes se fondent sur des effets à grande échelle et, de manière plus ou moins discutable, sur des hypothèses non vérifiées. Par exemple, l'accélération cosmique (et par conséquent l'énergie sombre) ont été initialement découvertes en 1998 en observant la récession de la lumière de supernovae lointaines, alors que le mécanisme précis qui ce cache derrière l’explosion d’une supernova est lui-même encore inconnu. Naturellement, désormais, l’interprétation par l’énergie sombre de ces observations de supernovae ne laisse pratiquement plus de place au doute, mais ceci parce que cette interprétation a été corroborée à maintes reprises en utilisant d'autres techniques. Les observations de l'effet ISW font également partie de ces confirmations, mais sont « directes » dans le sens qu'elles se rattachent à l’expansion de différentes structures.


Image
La température des super amas (à droite) est plus élevée que celle des super vides (à gauche).
Pour Szapudi et ses collègues les super amas sont en expansion à cause de l’énergie sombre.



Quelles sont les réactions aux résultats de ces travaux ?

Nichol, du groupe de Portsmouth pense que l'équipe hawaïenne a certainement présenté l’analyse de l'effet ISW la plus complète jusqu'ici. Nichol décrit également 2008 comme l’année de la « maturité » pour l'effet ISW parce que les groupes y travaillant conviennent désormais de la force et de la fiabilité des données.


Quel futur pour l'effet ISW ?

Jusqu'à ce que des enquêtes (surveys) de galaxies plus précises sortent, ce qui interviendra probablement au cours de la prochaine décennie, tout ce qui a pu être fait et dépoussiéré du point de vue de l’astrophysicien a déjà été effectué. Les théoriciens, cependant, peuvent trouver un intérêt sans fin à examiner les analyses de Szapudi et d'autres pour mieux comprendre la nature de l'énergie sombre. Un consensus semble s’orienter en faveur d'une « constante cosmologique » se manifestant comme une énergie du vide, bien qu'il y ait plusieurs autres options. L’une d’elle est que la théorie de la relativité générale n'est pas à 100% complète et nécessite d’être « arrangée » pour expliquer l'accélération cosmique. L'effet ISW est particulièrement adapté pour tester de telles « théories de la gravitation modifiée » parce qu'il concerne particulièrement la force apparente de la gravitation à grande échelle.

Source: PhysicsWorld
Illustrations: István Szapudi et al.

znort
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Message par znort » 12/08/2008 - 23:30:18

je me suis déjà demandé si dans le cas ou l'univers était un trou noir qui absorbe et transforme la matière en énergie du vide au niveau de sa surface, cela ne produirait pas un peu le même effet? un effet de remplissage de l'univers.

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gzav
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Message par gzav » 13/08/2008 - 11:32:15

Ce n'est pas le cas ici, il n'y a pas de remplissage de l'univers. Tu veux peut-etre dire remplissage par de l'espace, mais dans ce cas l'espace arriverait par la "surface", pas en tout point de l'espace.

Les mesures montrent que l'univers est en expansion. Si je ne m'abuse, l'effet ISW ne prouve pas forcement que l'expansion est acceleree ?
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Victor
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Message par Victor » 13/08/2008 - 12:14:38

Est ce que l'univers est congruent, c'est à dire avec des continuités, isotrope etc. ça prouverais un certain désordre voire un coté fractal dans la répartition de matière ce qui est contraire aux hypothèses d'Einstein

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nico17
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Message par nico17 » 13/08/2008 - 12:41:19

Salut Victor et les autres!...
L'univers ne serait-il pas plutôt plat? :_grat:

znort
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Message par znort » 13/08/2008 - 18:11:32

gzav a écrit :Ce n'est pas le cas ici, il n'y a pas de remplissage de l'univers. Tu veux peut-etre dire remplissage par de l'espace, mais dans ce cas l'espace arriverait par la "surface", pas en tout point de l'espace.




justement, il y'a peut etre des contraintes... l'energie du vide n'est pas un liquide et si elle arrive de partout en même temps?

j'avais débattu d'une theorie ou l'interieur proche de la surface d'un trou noir pourrait tellement écraser la matière que celle ci se retrouverait sous une forme en 2D

ce qui donnerait, vu de très loin, la platitude de l'univers... on verrait l'espace sous sa forme 2D... Et a un moment donné, tout le 2D se mélangeant, très loin de la surface extérieur, donnerait à nouveau un monde en 4D. et l'effet de remplissage de l'univers.

c'est très spéculatif mais je trouve ça séduisant

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gzav
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Message par gzav » 14/08/2008 - 18:07:21

Si tu veux...

Quelqu'un peut me dire pourquoi l'effet ISW prouve que l'expansion est acceleree ?
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znort
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Message par znort » 14/08/2008 - 20:59:12

si l'énergie possède une longueur minimum, l'expansion par l'énergie du vide est elle possible de manière infinie sans un apport "extérieur"? dans le cas contraire, je me demande si on aurait pas la quelque chose d'assimilé au corp noir avec une énergie dont la longueur pourrait être infinie... alors d'ou peut bien provenir cette energie a l'origine de l'augmentation de l'espace?

adagio
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Message par adagio » 15/08/2008 - 1:04:45

Cet article apporte apporte un espoir pour MOND ? ou j'ai rien compris ?

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Message par bongo1981 » 18/08/2008 - 15:19:56

gzav a écrit :Si tu veux...

Quelqu'un peut me dire pourquoi l'effet ISW prouve que l'expansion est acceleree ?
L'effet ISW permet d'interprêter les inhomogénéités du rayonnement cosmologique.

Le rayonnement émis par la suface de dernière émission, traverse des amas de galaxies avant de nous parvenir. Si ces photons traversent des vides, il arrivera plus froid que lorsqu'ils traversent des amas (ils descendent une pente plus pentue qu'ils n'en gravissent du fait de l'expansion).

Par contre la réponse à ta question se trouve dans l'article :
Si notre univers est plat — et certaines observations suggèrent que c’est effectivement le cas — la théorie de la gravitation d’Einstein prévoie que la taille des super amas devrait rester la même. Cependant, les chercheurs d'Hawaï ont constaté que ceux-ci s’étendent, ce qui est la « marque de fabrique » d’une énergie sombre répulsive.
Ch'uis pas sûr, mais je crois bien que la taille angulaire des inhomogénéités sont plus grands que pour un univers plat sans énergie du vide.
Les mesures de WMAP permettent d'affirmer que l'univers est plat avec une bonne marge.

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Maulus
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Message par Maulus » 04/09/2008 - 16:37:04

bongo1981 a écrit :Ch'uis pas sûr, mais je crois bien que la taille angulaire des inhomogénéités sont plus grands que pour un univers plat sans énergie du vide.
Les mesures de WMAP permettent d'affirmer que l'univers est plat avec une bonne marge.

C'est le genre de truc complètement contre intuitif...
Lorsqu'on parle d'univers plat, on parle d'un espace aplatit comme une crêpe ? avec quand même une épaisseur je veux dire.
A ce moment là, sa forme peut être comme tout les modèles de formes 3D qui ne présente qu'une surface continue ? Comme ton avatar bongo ?
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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Victor
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Message par Victor » 04/09/2008 - 16:50:49

je me sens de plus en plus dépassé par les observations cosmologiques, toutes les hypothèses que je connaissais ne sont pas exactes mais des cas particuliers là vous faites fort...

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Message par bongo1981 » 08/09/2008 - 9:58:28

Maulus a écrit :C'est le genre de truc complètement contre intuitif...
Lorsqu'on parle d'univers plat, on parle d'un espace aplatit comme une crêpe ? avec quand même une épaisseur je veux dire.
Excuse-moi ce sont mes propos qui prêtent à confusion.
Quand je parle d'univers plat, je parle de platitude, ce qui veut dire univers sans courbure globale, ce qui veut dire espace euclidien (donc la circonférence d'un cercle est bien 2piR, la somme des angles d'un triangle dont bien 180° etc...).
Maulus a écrit :A ce moment là, sa forme peut être comme tout les modèles de formes 3D qui ne présente qu'une surface continue ? Comme ton avatar bongo ?
Mon avatar représente autre chose : un espace de Calabi-Yau (c'est un type d'espace en 6D, représenté ici en 2D très prisé par les théoriciens des cordes ;) ).

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Message par Stardust » 17/12/2008 - 12:47:00

Du nouveau sur l'énergie sombre (lien)
source : esciencenews - December 16, 2008 - 13:36

Info originale : site du NASA's Chandra X-ray Observatory (lien) December 16, 2008

On aura peut-être un article sur cette news dans techno-science ?

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Maulus
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Message par Maulus » 17/12/2008 - 16:58:07

Ah oui sa serait bien d'avoir un article, mais j'arrive pas a trouver les images de l'article en grand format !
C'est plus les images que l'article en lui même qui sont interessant.

Puisque l'article dit juste qu'apparament la constante cosmolgique serait comme prévu l'équivalent de l'énergie sombre.
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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Message par Victor » 17/12/2008 - 17:36:56

En gros Maulus tu dis qu'Einstein a crée l'énergie sombre ex-nihilo en inventant cette constante

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Message par Roy » 17/12/2008 - 19:27:17

c-est aussi ce que j'ai compris :heink:
Il y a deux possibilités, soit nous sommes seuls dans l'univers, soit nous ne le sommes pas. ces deux perspectives sont aussi effayantes l'une que l'autre

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Message par Stardust » 17/12/2008 - 21:47:48

Maulus a écrit :Ah oui sa serait bien d'avoir un article, mais j'arrive pas a trouver les images de l'article en grand format !
C'est plus les images que l'article en lui même qui sont interessant.

En effet, tout évolue et même le site de Chandra qui hélas ne présente plus d'images grand format facilement téléchargeables. Il propose pourtant de nombreux "applicatifs (lien)" qui permettent de lire les images sur son ordi. (malgré les apparences, le lien que j'indique ne mène pas à une page blanche... pour trouver les downloads faut aller tout en bas).

Ici, il y a une applet pédagogique (lien) sur les effets de l'énergie sombre et de la gravitation(voir "The Space Applet") et quelques articles expliquant les principales équations du domaine.

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Message par Maulus » 18/12/2008 - 10:04:05

Victor a écrit :En gros Maulus tu dis qu'Einstein a crée l'énergie sombre ex-nihilo en inventant cette constante

C'est pas moi qui le dit, c'est l'article... Il précise que d'après les nouvelles données de Chandra, tout semble indiquer que la Relativité Générale n'est pas mit en défaut à très grande échelle.

ps: ah merci Stardust :D
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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cath's

Re: [News] La preuve la plus directe de l’existence de l’énergie sombre ?

Message par cath's » 26/04/2009 - 0:22:44

Bonjour !

Toute est relatif .

Si la vitesse de l'expansion total de l'Univers augmente ( Axe x,y,z ) la masse sombre n'a rien a y voir , théoriquement cela prouvrais que nous ne somme pas dans un hunivers plat m'est à progression sphéroidal , ou peut-être les 2 , du plat a l'expansion sphérique .

Si la théorie de Darwin es applicable à la terre , je ne voie pas pourquoi elle ne serais pas applicable a l'Univers dans son enssemble dans un spectre autre que celui de la vie ......Genre :grat:
( plat )
( augmentativité )
( expanssivité )

Cath's

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Re: [News] La preuve la plus directe de l’existence de l’énergie sombre ?

Message par bongo1981 » 26/04/2009 - 11:20:28

t'es sûr que tu comprends tout ce que tu tapes ?
:pet:

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