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Big Bang : Résumé scientifique point par point
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glevesque
Chroniqueur


Inscrit le: 13 Jan 2007
Messages: 2242
Localisation: Longueuil, Québec

 Message Posté le: Sam 08 Sep 2007 6:00 pm    Sujet du message: Big Bang : Résumé scientifique point par point
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Salut

Résumé point par point du modèle ! (BB chez wikipedia)

Faisont l'historique du modèle (son ontologie) et par la suite (et après les questions) faisont son épistémologie sur les réelles implications et fondement en fonction de la source et de ses bases conceptuelles !

1 - Découverte de la relativité en 1915 ! (marque le début de la cosmologie moderne) - ou Univers d’Einstein : Statique, homogène et isotrope.

2 - Alexandre Friedmann découvre en 1922 l'aspect non statique de l'évolution possible de l'univers (trois types d'évolution dans le temps ) sortant de la résolution des équations d'einstein et y introduit la singularité.

3 - Découverte par Edwin Hubble en 1929 du décalage vers le rouge des galxie à partir d'étoiles variable (Céphéide) en fonction de leur distance (redshift), qui deviendra par la suite l'expression d'une constante (Hubble) !

4 - En 1927, Georges Lemaître affirme que l'univers est en expansion et introduit le concepte d'atome prémitif (rebaptisée « Big Bang » par Fred Hoyle (auteur de la Théorie de l'état stationnaire en 1940) en 1948 ou 1950, au cours d'une émission de radio de la BBC). Il fournit une première évaluation de la constante de proportionnalité (constante de Hubble) qui sera découverte empiriquement par Hubble en 1929 et il soupçonne également le rayonnement cosmique de porter la trace des événements initiaux..


Preuves observationnelles (que l'on interprète comme preuves !!!)


5 - Présentie en 1934 par Georges Lemaître, mais ce fut George Gamow en 1940, que l’on doit l’étude du fait que l’univers initialement très chaud doive être empli d’un rayonnement qui perd de l’énergie du fait de l’expansion. (rayonnement fossile ou Fond diffus cosmologique). Il correspond à un rayonnement de corps noir à basse température (2,7 kelvins), et prédit par Gamov.

6 - Nucléosynthèse primordiale sur l'abondance des éléments légers (pour l'hydrogène et l'hélium et abondances relatives de différents isotopes) découlant des travaux de Fred Hoyle de 1948 (nucléosynthèse stellaire et oui encore lui !), il développe une théorie selon laquelle les éléments chimiques se forment dans les étoiles.

7 - Découverte en 1964 du Fond diffus cosmologique (micro-onde à 2.7 K pour 96%) par les radio-astronomes Arno Allan Penzias et Robert Woodrow Wilson en 1965. (Cobe en 1992 et Wmap en 2003). La découverte du fond diffus cosmologique est aujourd’hui considérée comme la preuve décisive du Big Bang.

PS : L’existence d’un tel rayonnement dans la théorie de l’état stationnaire (ou plutôt quasi-stationnaire) est par contre quasiment impossible à justifier. Cela est faux, j'y revienderai ! (aiguillettes de fer microscopiques est une vielle conception)

D’autres preuves relativement directes sont venues s’ajouter : l’observation de l’évolution des populations galactiques, et la mesure du refroidissement du fond diffus cosmologique entre il y a plusieurs milliards d’années et maintenant

8 - Quasars (quasi-stellar radio source) découverte vers la fin des années 1950 et associé à l'expension du BB entre 1960-1970 pour expliquer leurs redshift. On recense plus de 100 000 quasars. Tous les spectres observés montrent des redshifts allant de 0,06 à 6,4. Par conséquent, tous les quasars connus se situent à de très grandes distances de nous, le plus proche de nous étant à 240 mégaparsecs (~ 780 millions d'années-lumière) et le plus éloigné étant à quatre gigaparsecs (~ 13 milliards d'al).

PS : Dans les années 1980, des modèles unifiés furent développés dans lesquels les quasars étaient vus simplement comme une classe de galaxies actives, et un consensus général a émergé : dans beaucoup de cas, c'est seulement l'angle de vue qui les distingue des autres classes, tels que les blazars et les radiogalaxies. L'immense luminosité des quasars serait le résultat d'une friction causée par le gaz et la poussière tombant dans le disque d'accrétion (1970) des trous noirs supermassifs, qui peut transformer de l'ordre de 10 % la masse d'un objet en une énergie comparable à 0,7 % pour le p-p du processus de fusion nucléaire et qui domine la production d'énergie dans les étoiles comme le Soleil. (galaxie en interactions !!!!)

PS 2 : D'après celle-ci, l’hélium et le lithium ont effectivement été produits pendant la nucléosynthèse primordiale, mais les éléments plus lourds au cœur des étoiles. La principale preuve de ceci vient de l’étude de l’abondance des éléments dit « légers » (hydrogène, hélium, lithium) dans les quasars lointains.

9 - Le Big Bang amène de nouvelles questions en cosmologie. Par exemple, il suppose que l’univers est homogène et isotrope (ce qu’il est effectivement, du moins dans la région observable), mais n’explique pas pourquoi il devrait en être ainsi (équations de Friedmann). Or dans sa version naïve, il n’existe pas de mécanisme pendant le Big Bang qui provoque une homogénéisation de l’univers (voir ci-dessous, le problème de l'horizon). La motivation initiale de l’inflation (Alan Guth) vers la fin des années 1970, était ainsi de proposer un processus provoquant l'homogénéisation et l'isotropisation de l’univers observable.

PS : Jusqu'à récemment (2003) il était considéré que l'univers était statistiquement isotrope. L'étude détaillée des anisotropies du fond diffus cosmologique observées par le satellite WMAP a néanmoins laissé entrevoir quelques anomalies qui pourraient éventuellement être interprétées comme un écart à l'isotropie statistique de l'univers.
Citation:
L'inflation est donc pour expliquer l'homogéne et l'isotropie. (Cobe en 1992 et Wmap en 2003)


10 - Il a par la suite été réalisé (en 1982) que l’inflation permettait non seulement d’expliquer pourquoi l’univers était homogène, mais aussi pourquoi il devait aussi présenter de petits écarts à l’homogénéité, comportant les germes des grandes structures astrophysiques.

PS : Problème de l'horizon, problème de la platitude et Taux d'expansion

PS 2 : De plus l’inflaton possède, comme toute forme de matière, des fluctuations quantiques (résultat du principe d'incertitude d'Heisenberg).

Les équations de Friedmann stipulent que ceci est possible, mais au prix de l’hypothèse qu’une forme de matière atypique (sombre ou noir) existe dans l’univers (elle doit avoir une pression négative).


Ce qui met fin pour le modèle standard du BB, maintenant allons au modèle standard cosmologique (début vers les années 2000) qui c'est inspiré du modèle standard en physique des particules. Intégrant le anisotropies du fond diffus cosmologique, les fluctuation quantique du vide (via la constante cosmologique sur la densité de l'énergie du vide ou encore l'énergie sombre) et le tout en fonction des nouvelle données sur l'expension accéléré (établit a partir des supernovas 1a).

11- La Matière Noir (découverte initié en 1933 par l'astronome suisse Fritz Zwicky et en 1936 par Sinclair Smith) fut intégré au modèle cosmologique seulement qu'en 1970 (et 1980) par Vera Rubin pour expliquer la matière manquante et l'assymétrie des courbes de rotation (étoiles périférique) des galaxies en fonction de la distance au centre. hypothèse le halo qui entour les galaxies de matière baryonique (étoile morte, naine brune, trous noir etc... ) ou non baryonique (chaud ou froid). Problème existant aussi mais de plus grande empleur pour le mouvement des galaxies dans les amas.

PS : En 1996, l'astrophysicien Yannick Mellier a entrepris de mesurer la quantité de matière noire dans tout l'Univers et de dresser une carte de sa distribution entre les amas de galaxies à l'aide du cisaillement gravitationnel (distorsion versus lentille).

PS 2 Pour compenser les trop faibles variations de température du rayonnement fossile observé par Cobe, Dans cette hypothèse, ce sont donc ces fluctuations de densité de la matière noire non baryonique (se trouvant dans les bulles vide peut-être) qui seraient à l'origine de la formation des galaxies et des amas de galaxies, répartis de façon non uniforme dans l'Univers.

PS 3 : Candidats possible pour la Maière noir non baryonique chaude (neutrino) défendues par Yakov Borisovitch Zeldovitch ou matière noir froide (WIMP et les MACHO) défandut par [url]James Peebles[/url].

PS 4 : Dans les années 1990, des cartographies précises des sources d'émission de rayons X dans l'univers — obtenues grâce au satellite Rosat — ont mis en évidence la présence de gigantesques nuages de gaz ionisé au sein des amas de galaxies ; des nuages de plusieurs millions de degrés n'émettant pas de lumière visible. De plus, ces nuages semblaient contenir dix fois plus de matière (du moins, lumineuse) que les galaxies de ces amas.

PS 5 : L'astronome israélien Mordehai Milgrom propose en 1983 la théorie MOND ou gravitation à porté locale.

12 - L'accélération de l'expansion mis en évidence en 1998 par deux équipes internationales, le Supernova Cosmology Project, mené par Saul Perlmutter, et le High-Z supernovae search team, mené par Adam Riess.

Cette découverte a été faite en mesurant ce que l'on appelle la distance de luminosité d'astre dont la magnitude absolue est supposée connue, des supernovae de type Ia


Enfin, le problème des monopoles est naturellement résolu avec une phase d’expansion accélérée !

Ainsi reste-t-il légitime de dire que l’univers est né du Big Bang (collision de brane en MQ par exemple)

Info suplémentaire :
Théorie de l'état quasi-stationnaire

Gilles
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