L`énigme du lithium cosmologique est presque - Futura
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Actualité>L'énigmedulithiumcosmologiqueestpresquerésolue Futura-Sciences Le01/07/2013à18:23-Par LaurentSacco,Futura-Sciences L'énigmedulithiumcosmologiqueestpresquerésolue L’un des trois piliers de la théorie du Big Bang, la théorie de la nucléosynthèse primordiale, prédit correctement l’abondance des isotopes de l’hydrogène et de l’hélium du cosmos observable mais échouepourcellesdesisotopesdulithium.Cedésaccordentreprévisionsetdonnéesexpérimentales fragiliserait la théorie du Big Bang selon certains. Or, de nouvelles estimations conduisent à une contradictionbeaucoupmoinsgrave,etviennentainsirenforcerlacosmologiestandard. Uneimaged'artisteillustrantlaquêtedeladéterminationdel’abondancedesisotopesdulithium danslesatmosphèresdesvieillesétoiles.Lesplusanciennessontsupposéesgarderlamémoire desabondancesd'originecosmologique,c'est-à-diredéterminéesparlanucléosynthèse primordialedatantdespremièresminutesduBigBang.©KarinLind,DavideDeMartin Lathéorie du Big Bang repose essentiellement sur trois piliers. Il y a d’abord larelativitégénérale et l’expansion de l’universobservablequ’elleprédit.Cetteexpansionetsaloiontété,onlesaitmaintenant,découvertesetinterprétées correctement parGeorges Lemaître (1894-1966), et ce avantEdwin Hubble (1889-1953). Mais il est vrai que pour cela,Lemaître avait utilisé des observations de Hubble. Le second pilier est celui durayonnement fossile, avec son spectredecorpsnoirsiparfaitquel’onnepeutl’expliquerendehorsdelacosmologierelativistestandard.Ilyaenfinla prédictioncorrectedel’abondancedesisotopesd’hydrogèneetd’héliumquel’onauraitbiendumalàreproduiredans Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/univers-lointain-enigmelithium-cosmologique-presque-resolue-47453/ Page1/3 Actualité>L'énigmedulithiumcosmologiqueestpresquerésolue Futura-Sciences lecadredelathéoriedelanucléosynthèsestellaire. Toutefois,lesastrophysiciensnucléairesn’ontjamaischerchéàmasquerlesfaiblessesdesprédictionsdelathéoriede lanucléosynthèseprimordiale concernant l’abondance des isotopes delithium6et7. Les calculs ne collent pas aux observationsetilyadoncunetensionentrelesprédictionsdelacosmologiestandardetlesdonnéesexpérimentales. Certains, bien sûr, pouvaient en tirer des raisons de douter de la théorie du Big Bang, malgré la solidité des autres prédictionsqui,elles,concordentremarquablementaveclesobservations. L'énigmecosmologiquedulithium7 Il se trouve cependant que les abondances de lithium 6 et 7 sont faibles, et donc difficilement mesurables avec précision. En outre, plusieurs processus ont pu détruire ou produire des isotopes du lithium après la phase de nucléosynthèseprimordialequiaeulieupendantlestroispremièresminutesdel’universobservable. Maistoutdemême,quandlesastrophysicienstentaientdedéduirel’abondancedecesisotopesdanslesatmosphères des plusanciennes étoiles de laVoie lactée, qui pouvaient donc être des témoins fidèles des abondances cosmologiquesprimitives,ledésaccordrestaitgênanteténigmatique.Eneffet,l’interprétationdesdonnéesspectrales baséessurlathéoriedesatmosphèresstellaires,dontChandrasekharfutl’undespionniers,donnaitunevaleurenviron 200foistropélevéepourl’abondancedelithium6,et3à5foistropbassepourl’abondancedelithium7. UnevuesouslaPleineLunedesdeuxdômesabritantlestélescopesdel’observatoireW.M.Keck,à MaunaKea(Hawaï).Cesdeuxinstrumentstravaillantensemblepermettentdefairede l'interférométrie.Desfaisceauxlaser(l'unestvisiblesurladroitedel'image)sondentla turbulencedel'atmosphèrepour,entempsréel,encompenserleseffetsparoptiqueadaptative.© KeckObservatory Heureusement, ces incohérences sont bien moins problématiques depuis les travaux d’une équipe internationale d’astrophysiciens. Comme ils l’expliquent dans un article publié surarxiv, les chercheurs ont d'abord réalisé de nouvelles observations des atmosphères de vieillesétoiles dans laGalaxie. Pour cela ils ont utilisé le spectrographe Hires(HIghResolutionEchelleSpectrometer ) dutélescopede10 m de l’observatoireKeck à Hawaï. Enfin, ils se sont servisdelapuissancedesuperordinateurs,héritiersdestravauxdeTuringetVonNeumann,pourmodéliseravecplus deréalismelesatmosphèresstellairesdesvieillesétoilesdelaVoielactée. Dessimulations3Dréalistesdesatmosphèresstellaires Mais même avec la puissante résolution deHires, mesurer l’abondance de lithium dans les atmosphères d’étoiles vraimentanciennesresteunegageure,etilafalluconsacrerplusieursheuresd’observationsavecletélescopeduKeck Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/univers-lointain-enigmelithium-cosmologique-presque-resolue-47453/ Page2/3 Actualité>L'énigmedulithiumcosmologiqueestpresquerésolue Futura-Sciences Ipourchaqueétoile.Quantauxsimulationssurordinateurs,utiliséespourinterpréterlesdonnéescollectées,ellesont duré des semaines. Karin Lind, l’astrophysicienne de l’université de Cambridge qui a dirigé l’équipe de chercheurs, précise ce qu'ils ont fait en ces termes :« Nous avons supprimé deux hypothèses simplificatrices concernant la modélisationdesatmosphèresstellairespourattaquerleproblèmedefront:l’équilibrehydrostatiqueavecunmodèle à une seule dimension et l'équilibrethermodynamique local. En utilisant une description physique plus sophistiquée grâce à lapuissance des superordinateurs, nous avons réussi à éliminer les erreurs systématiques qui affligeaient la modélisationtraditionnelleetavaientconduitàdefaussesidentificationsdessignaturesisotopiquesdu6Lietdu7Li». Selon les chercheurs, des désaccords persistent encore entre les prédictions et les observations de l’abondance des isotopes du lithium. Mais il est devenu beaucoup moins probable qu’ils puissent impliquer un véritable problème qui remettraitencauselathéorieduBigBang. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/univers-lointain-enigmelithium-cosmologique-presque-resolue-47453/ Page3/3
