corasaniti univers invisible



Mise à jour le 13 Août 2009

SÉMINAIRE SUR L’UNIVERS INVISIBLE
Organisé par l’Observatoire de Paris (LUTH)
Conférence de Pier-Stefano CORASANITI, Astrophysicien,
Chargé de Recherche au CNRS, LUTh, Meudon sur
«ÉVIDENCES OBSERVATIONNELLES DE L'ÉNERGIE NOIRE»
Le 8 Juillet 2009 à L'UNESCO.

Remarque : Cette conférence fait partie d’un ensemble de conférences données à l’occasion de ce séminaire, dont on peut consulter le compte rendu sur ce site.
Photos : JPM. pour l'ambiance. Voir les crédits des autres photos éventuelles.
Je ne propose que des comptes rendus succincts de ces conférences, le site Univers 2009, dédié aux manifestations de l'Univers Invisible devrait mettre en ligne bientôt le texte de toutes les conférences.
NOTA : j'ai fait de nombreuses photos en haute résolution que je ne peux pas mettre sur le site question volume, ceux qui seraient intéressés par certaines photos en plus haute définition que celles qui suivent n'ont qu'à me contacter, je les envoie par e-mail.

Le compte rendu sera succinct, Pier-Stefano ayant eu la gentillesse de mettre sa présentation en ligne à la disposition des internautes :




Une constatation, il y a 10 ans on ne parlait pas de l’énergie noire (dark energy en anglais) mais revenons d’abord rapidement sur l’historique de la cosmologie.
















Bien entendu tout commence avec les Grecs : Pythagore, Platon, Euclide etc..

Le 16^ème siècle prend la suite avec : Copernic, Kepler Galilée notamment, c’est la naissance de la science moderne avec un développement parallèle des idées et des observations et expériences. Ces observations peuvent présenter des anomalies ou des rejets qui vont mener à de nouveaux principes et de nouvelles observations etc….

C’est le paradigme des théories physiques.

Et au XXème siècle naît la science du cosmos avec Albert Einstein.

De nouveaux paradigmes apparaissent :
· La Relativité Générale (RG) d’Einstein et son principe d’équivalence
· Le principe cosmologique : homogénéité et isotropie de l’espace
· L’univers est dynamique, la géométrie est liée à la distribution de matière.




Cela a donné naissance à ce que l’on appelle le Modèle Standard de la cosmologie dont le succès est confirmé par :
· L’expansion de l’Univers (Hubble)
· La nucléosynthèse primordiale (Gamov)
· Le rayonnement de fond cosmologique (CMB découvert par Wilson et Penzias)

Le modèle standard est en fait un ajustement des paramètres initiaux.


Ce modèle décrit très bien jusqu’à présent l’histoire de l’Univers.




On est enfin dans la cosmologie de haute précision comme pour les projets :
· Boomerang en ballon au dessus de l’Antarctique
· 2 dF étude des galaxies lointaines
· SDSS similaire
· Maxima mesure des anisotropies du CMB, style Boomerang
· CFHT
· WMAP
· Etc..




Comme le dit notre orateur, on attendait un Univers à la mesure de notre intelligence, c'est-à-dire avec une densité (Oméga) de matière égale à un, mais on a obtenu en fait ce que l’on voit à gauche.




BA : matière baryonique
DM : matière noire
DE : énergie noire.



Einstein en ajoutant une constante cosmologique dans sa fameuse formule, considère l’Univers comme un fluide à pression négative (s’oppose à la gravité), cela apportera plus tard de l’eau au moulin de l’expansion accélérée de cet univers.

Les super novae de type Ia sont depuis longtemps des « chandelles standard » (ou du moins standardisables), elles ont servi il y a une dizaine d’années à montrer l’expansion accélérée de l’Univers. (Perlmutter et al. lorsqu’ils voulaient démontrer la décélération de l’Univers en 1998 !!)

Puis on obtient les premières évidences de la platitude de l’Univers avec Boomerang et Maxima, et enfin vint WMAP pour amener à une forte évidence de l’existence de cette énergie noire.

Les études à grande échelle 2dF et SDSS (surveys en anglais) montrent aussi une très basse densité de matière.


Les derniers relevés comparés par différentes méthodes imposent des contraintes sur la densité des différents composants de l’Univers comme on le voit sur le graphique ci-joint.

Omega k est le facteur représentant la courbure spatiale de l’Univers ; BAO : Baryon Accoustic Oscillation
En bleu clair : contrainte de WMAP seul.
En gris : contrainte WMAP et HST (données du télescope spatial Hubble).
En bleu foncé : contrainte WMAP et SN (Super Nova).
En rouge : contrainte WMAP et BAO.

Ces diverses contraintes donnent une valeur de la courbure comprise très proche de zéro, comprise entre -0,02 et +0,007.

Il semble donc bien que l’Univers soit plat.






L’instrumentation scientifique est toujours un produit de la recherche fondamentale

• Les expériences sont toujours envisagées et désignées par le scientifique. La technologie propre à une expérience est soit développée suivant les nécessités imposées par l’idée théorique de départ, soit elle résulte de recherche fondamentale d’autres champs de recherche de physique fondamentale
• Il n’y a pas de nouvelles technologies sans une recherche fondamentale nécessaire à la découverte des lois fondamentales à partir desquelles on soumet la nature à nos besoins

Un exemple personnel…Le projet ALPACA

Est-ce que l’on peut envisager une expérience d’observation qui conjointement nous donnerait la distribution des galaxies jusqu’à z=2, de façon suffisamment précise pour mesurer le BAO et les effets de lentille gravitationnelle faible et un nombre suffisant de SN IA ?


CONCLUSION.

• Au cours de la dernière décennie, nous avons recueilli des preuves solides en faveur d'un nouveau phénomène exotique, responsable pour environ 70% du contenu énergétique de l'Univers
• Les signatures sont présentes dans tous les tests cosmologiques, malgré la présence de possibles effets systématiques, toutes conduisent indépendamment à la même conclusion: l’existence de l’énergie noire

Remarque finale
Il a fallu environ 60 ans pour comprendre le Modèle Standard de la physique des particules qui ne compte que pour 5% de l'univers, et dont les interactions étaient presque toutes dans le domaine de l’invisible.
Un travail de recherche théorique et expérimental l’a fait devenir visible.

Il semble difficile que l’on puisse faire plus rapidement avec le restant ~ 70%.

Peut-être, nos enfants ou les générations suivantes nous le révèleront




POUR ALLER PLUS LOIN.


High Redshift Supernova Search Supernova Cosmology Project

La constante cosmologique pourrait être non nulle! Par le CNRS.

Le mystère de l'énergie noire par Paul de Brem, article de l’Express de 2004.

Cosmologie & Supernovae de type Ia par P Antilogus

Five-year wilkinson microwave anisotropy probe (WMAP) observations: cosmological interpretation par Komatsu et al. (très technique)

Legacy archive Lambda concernant WMAP et le CMB.

Cours de cosmologie: Troisième partie Courbure spatiale ...par J Fric commission de cosmologie de la SAF.

Making the most of the ISW effect par R Crittenden et al. Présentation ppt.

Etude de l’énergie noire avec les BAO par le CEA.


Bon ciel à tous!


Jean Pierre Martin membre de la Commission de Cosmologie de la SAF.
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