de quoi est fait notre univers

De quoi et fait notre
Univers ?
E.Gangler
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Pour les anciens :
Terre : 4 éléments
Ciel
–
Feu / Eau
–
Planètes
–
Terre / Air
–
Sphère des fixes
–
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Révolution au XVII ème siècle :
Galilée : lunette astronomique
Newton : La même physique s'applique
sur Terre et dans le Ciel
–
–
Pomme / Lune
–
La gravitation Universelle
–
C'est la Masse des éléments
●
qui compte
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Nouvelle vision des choses :
Matière : éléments
–
Atomes : protons,
neutrons, électrons
Univers :
–
Planètes, étoiles : Matière
●
Et entre les deux ( Ether ?)
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
L'Univers au XXème siècle
Pas d'éther : vide
Etoiles : gaz à haute
température (fusion
nucléaire)
–
= Matière
–
= Flux lumineux
Galaxies : paquet
d'étoiles
L'Univers est en
expansion
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Peser les galaxies
Par le flux lumineux
–
Compter les étoiles !
–
1 L8 = 1 M8 = 2 . 1030 kg
●
(avec quelques subtilités : relation masse-couleur)
Mais il faut la distance : grand problème de
l'astronomie ! => Digression
–
2 méthodes : céphéides et décalage vers el rouge
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Distances : Méthode des chandelles
standard
Objet de flux « connu »
ou « connaisable »
Flux lumineux =>
distance
Objet lumineux (pour
être vu de loin
–
Supernova (1/30
ans/galaxie)
–
Céphéides : étoiles
pulsantes en fin de vie :
période = taille
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Céphéides
Période => Taille =>
luminosité
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Distance des galaxies :
le décalage vers le rouge
Mesure du décalage :
mesure de vitesse
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Décalage vers le rouge :
Expansion de Hubble : Vitesse
Distance
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Peser les galaxies : par la rotation
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Il manque de la masse
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Problème de la masse manquante
Matière ordinaire
Matière de type inconnue
Autre ?
Les contraintes
–
●
–
Nucléosynthèse primordiale
–
Fonds diffus cosmologique
–
Expansion de l'univers
–
Structures ...
–
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Nucléosynthèse primordiale
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Abondance des Eléments
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A : Big Bang
B : Rayons cosmiques
C : Etoiles
D : Processus R et S
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Le nucléosynthèse primordiale
mesurer les abondances
= prouver le Big Bang
Les Baryons
représentent 5% de la
densité critique
Mais quelle est la
densité totale ?
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Fond diffus cosmologique
400 000 ans après le Big Bang : découplage
–
p + e -> H + gamma
–
L'univers devient transparent
–
On peut l'observer
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Tout au bout : le « mur de lumière »
Corps noir à 2,7 K (3000K à l'origine)
Tout au bout : le « mur de lumière »
Vitesse de 370 km/s : anisotropie de 3 mK
Tout au bout : le « mur de lumière »
Fluctuations : 18 μK
Qu'appennent les anisotropies ?
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
L'univers est plat
Plat : la densité est la densité critique
La matière ne représente que 5% du total
–
Tester l'expansion, c'est tester la matière
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Tester l'expansion
Supernova de type Ia : brillantes et de bonnes
chandelles standard
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–
–
–
L'expansion est
accélérée
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Confirmation : oscillations acoustiques
de baryons
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Tout mis ensemble
25% de matière
75% d'énergie noire
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
La matière noire :
Particule exotique (supersymétrique)
Testable en coàllisionneur (LHC)
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
La matière noire :
Particule exotique
(supersymétrique)
Testable en recherche
directe (sites
souterrains)
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
La matière noire :
Particule exotique (supersymétrique)
Recherche dans l'univers
–
–
–
–
–
... rien de manifeste jusqu'à présent
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
L'énergie noire
Testable par équation d'état (p= )
–
Constante cosmologique
–
Champ scalaire
–
Autres ...
Emmanuel Gangler – De quoi est fait notre univers ?
Conclusion : le modèle de concordance