Rayonnement fossile

L’organisation de la matière
1025 m
Univers observable
1022 m
Amas et superamas de galaxies
1020 m
Galaxies
106-109 m
Etoiles, planètes, astéroïdes
10-6-106 m
Corps macroscopiques
(de l’humain à la montagne)
10-9 m
Molécules
10-10 m
Atomes (noyaux+électrons)
10-15-10-14 m
10-15 m
<10-17 m
Noyaux atomiques
Protons, neutrons (baryons), mésons, etc.
Quarks, leptons, bosons de jauge
Gravitation
Principe cosmologique
●
L'Univers est isotrope
●
Les lois de la physique sont universelles
Relativité générale + Principe cosmologique
L'expansion cosmologique
Temps
Georges Lemaître, 1927: v = H0 d
v = H0 d
●
Mesurer l'expansion
Distances: Chandelles standards: les Céphéides
Luminosité observée =
●
Décalage vers le rouge
Luminosité absolue
2
distance
v = H0 d
2011: H0 = 73.8 ± 2.4 km/s / Mpc
Expansion
l'Univers a une histoire
l'Univers est immuable
Temps
Distances / Surfaces / Volumes
Température
Energie
L'Histoire de l'Univers
Nucléosynthèse
Primordiale
Rayonnement
fossile
?
Temps (s)
Ere Hadronique
(T>1012K)
Emission du
rayonnement fossile
(CMB)
⏟
Ere
Ere
Leptonique Radiative
(T>1010K) (T>104K)
Formation du
Plus lointains Quasars
Premières étoiles Système Solaire
Ere Stellaire
(T>3K)
Aujourd’hui
Nucléosynthèse primordiale
Observé :
4
He~0.1
D ~ 5x 10-5
3
He~ 2x 10-5
4% du poids de l'Univers est constitué de matière ordinaire
Fond diffus cosmologique
Rayonnement fossile
Formation
des atomes
Plasma
Primordial
Hydrogène
Hélium
Photon
Noyaux Libres
(protons+neutrons)
Electrons
libres
Deutérium
Emission du CMB:
T=3000°K
Aujourd’hui:
T=3°K
Photon libre
L’Univers devient
transparent
↓
Première émission de
lumière sur de grandes
distances
Fond diffus cosmologique
Satellite WMAP 2003-2009
Age de l'Univers: 13.7 milliards d'années
Espace -très- plat
Matière ordinaire: 4%
Matière sombre: 20%
Energie sombre: 74%
La matière sombre
 Les étoiles tournent trop vite autour des galaxies (F. Zwicky 1930)
 Les galaxies tournent trop vite dans les amas
→ Cohésion: il doit exister une grande quantité de matière invisible!
 Lentilles gravitationnelles:
→ Il doit exister une grande quantité de matière invisible entre les galaxies
 Rayonnement fossile:
→ Matière noire= 5x Matière ordinaire
L'Energie sombre
Les Supernovae
apparaissent moins
brillantes que prévu!
L'expansion accélère !
●
L'Univers est en expansion accélérée
●
L'Univers a une histoire
●
–
Nucléosynthèse primordiale
–
Rayonnement fossile
–
Formation des structures de matière
95% du poids de l'Univers n'est pas
entièrement compris