mise à jour le 24
Octobre 2005
"SUPERNOVAE
ET COSMOLOGIE"
par
NICOLAS REGNAULT
Physicien, CNRS.
Vendredi
14 Octobre 2005
LPNHE IN2P3
Fête de la Science Paris
Photos : JPM. Pour
l'ambiance
BREF COMPTE RENDU PAR JEAN PIERRE MARTIN
La salle est pleine pour écouter ce
jeune astrophysicien qui va nous parler de cosmologie et des supernovae.
La cosmologie, c'est l'étude de l'Univers
et depuis l'origine des temps on se pose des questions fondamentales comme :
L'Univers est il un tout? Est il
ordonné? A t'il un début et une fin?
Ptolémée (qui était un observateur
parfait) avait mis au point un modèle de système solaire "parfait" où
la Terre était au centre bien entendu, ce système a perduré jusqu'à la
renaissance.
|
|
Le système de Ptolémée |
Nicolas Regnault pendant sa
présentation. |
Il y a les sphères des planètes puis à
l'extérieur la sphère des étoiles fixes, sphère immuable où rien ne devait se
passer.
Mais comme Zorro, Tycho est arrivé!! Il
chamboule tout, car cet observateur hors pair qui fabrique en plus ses propres
instruments, voit un soir une nouvelle étoile dans la sphère des fixes , qui
n'est donc plus la sphère des fixes. Cette nouvelle étoile s'appelle en latin
Nova Stella , le terme Nova est né. C'est en 1572!
Il se trompe seulement sur l'origine,
ce n'est pas une naissance mais une mort, mais peu importe, le dogme est
démoli.
La route est tracée, on attend Copernic
qui donne enfin une vision plus réaliste de l'Univers?.
Au XXème siècle Fritz Zwicky
peu connu du grand public, joue aussi un grand rôle dans l'appréhension de
l'Univers, il mesure la vitesse des galaxies dans les amas et s'aperçoit que le
compte n'y est pas, une grande partie de la masse manque, c'est la première
étape vers la matière noire.
Puis Hubble arrive, l'Univers est en
expansion, les galaxies sont animées d'un mouvement d'ensemble, plus elles sont
loin , plus elles semblent s'éloigner de nous rapidement! Ce mouvement
d'ensemble est mis en évidence a l'aide du "décalage vers le rouge"
de la lumière des galaxies.
D'ailleurs c'est Hubble qui prouve
qu'il y a d'autres galaxies que la notre, dans les années 1930 on n'en était
pas encore persuadé.
|
|
Un petit tour du propriétaire :
·
l'Univers est grand
·
l'Univers est
homogène et isotrope à grande échelle
·
l'Univers est en
expansion
·
l'essentiel de la matière
et de l'énergie constituant l'Univers est
invisible
·
on a un modèle solide
du Big Bang
·
les variations du
taux d'expansion permettent de mesurer les différents fluides (matière,
énergie) qui constituent l'Univers, elles sont liées à la forme de l'Univers :
ouvert ou fermé, fini ou infini.
Pour mesurer le facteur d'expansion, il
faut être capable de mesurer les distances d'objets très lointains.
Pas simple! En effet comment dire si
une source lumineuse est proche et peu lumineuse ou plus lointaine et très
lumineuse?
Heureusement on connaît des objets qui
ont une luminosité intrinsèque connue, ce sont notamment (il y en a d'autres)
des supernovae.
Et là encore Zwicky (qui avait un
caractère épouvantable à ce qu'il paraît!) a joué aussi un rôle fondamental. Il
s'est mis à leur recherche et en a trouvé plus d'une centaine.
Il les a étudié systématiquement en
spectrographie.
Cela a aboutit au classement actuel des
SN.
|
|
Les SN qui nous intéressent sont celles
du type Ia; elles sont très lumineuses (on eut donc les voir de très loin) et
très uniformes (car proviennent toutes de l'explosion d'une naine blanche de
composition bien précise qui a atteint une certaine masse la masse de Chandrasekhar).
Malheureusement, elles sont rares : une
à deux par siècle et par galaxie, elles sont aléatoires (où regarder) et durent
peu de temps (quelques semaines ou mois).
Les premières mesures sont effectuées
finalement. (voir photo ci dessus à droite).
Les SN prouvent alors que l'Univers est
en accélération, donc qu'il y a autre chose que la matière, on l'appelle
l'énergie noire, elle est répulsive contrairement à la gravitation.
Mais alors quelle est la nature de
cette énergie noire?
Est ce la constante cosmologique
d'Einstein, correspond elle à des défauts topologiques, à des nouvelles formes
de particules; bref on cherche pour vérifier qu'on ne s'est pas trompé.
L'idéal serait de refaire les mesures
avec un seul télescope pour éviter les erreurs et les interprétations et sur
beaucoup plus d'objets, c'est le rôle du Super
Nova Legacy Survey (SNLS) auquel note conférencier participe.
C'est un télescope de 3,6m le CFHT à
Hawaï pour détecter et suivre les SN.
Et deux télescope de plus de 8m : le
VLT au Chili et Gemini South à Hawaï pour effectuer la spectro des SN.
C'est une coopération entre la France,
le Canada, le Royaume Uni et les USA.
Une
super caméra (la
Megacam) de 340 Megapixels (1 image = 750 MB!) a été développée et
construite par le CEA et installée au CFHT.
Ci contre photo des CCD au DAPNIA à
Saclay.
Et on découvre maintenant de plus en
plus de SN, après traitement approprié des images, comme sur la photo suivante.
Les images sont prises à Hawaï et
envoyées en France pour traitement.
Ces nouvelles mesures permettent de
reconstruire le diagramme de Hubble.
L'aventure continue!
POUR
ALLER PLUS LOIN :
Le site
du DAPNIA (détecteurs) à Saclay.
Présentation Power
Point (PPT) sur le
SNLS par R Pain du LPNHE en français 4,8MB :
Présentation pdf
de 26 pages de Nicolas Regnault sur
le même sujet. En français
PPT de 4,7MB de
Lusset de IN2P3 : traitement
d'images et cosmologie expliqués au SNLS en français
PPT SNLC 1,1MB en anglais
Tout sur les SN
sur ce site : voir
Dossiers
cosmologie et notamment :
Séminaire
IAP sur les SN
C'est tout pour
aujourd'hui!
Bon ciel à tous
Jean Pierre
Martin www.planetastronomy.com