mise à jour le 24
Juillet 2005
"QUAND
L'INFINIMENT GRAND RENCONTRE L'INFINIMENT PETIT,
LES TOUT PREMIERS INSTANTS DE L'UNIVERS"
par
Patrick PETER
Physicien, Directeur de recherche au CNRS, IAP
MARDI
12 JUILLET 2005
Le siècle
d'Einstein à l'UNESCO Paris
Photos : JPM. Pour
l'ambiance
Je ne propose que
des comptes rendus succincts de ces conférences, le site http://einstein2005.obspm.fr/indexp.html
devrait mettre en ligne le texte de toutes les conférences bientôt.
BREF COMPTE RENDU
La carte du ciel (CMB) à 2,7°K nous
montre l'isotropie de la distribution de matière dans l'Univers.
Cette isotropie ajoutée à l'homogénéité
et à la relativité générale induit la notion d'expansion de l'Univers, or notre
représentation de cette expansion n'est pas toujours valable.
Ce n'est pas l'espace entre les galaxies
qui augmente, c'est le tissu de l'espace qui se dilate.
De plus cette expansion s'accélère
comme l'ont démontré Perlmutter et ses
collègues en étudiant les supernova de type Ia.
D'où viennent les légères différences
de température dans le CMB?
En dessous d'une certaine densité, le
libre parcours moyen des photons devient de la taille de l'Univers, l'Univers
devient alors transparent. Suivant les zones de différentes densité traversées
on aperçoit des légères variations de température soit plus chaudes (en rouge)
soit plus froides (en bleu) que la moyenne, comme on le voit sur l'illustration
de la photo suivante.
Ces légères (10-5)
variations présentées en échelle angulaire s'appelle le spectre du CMB.
Évolution de l'Univers. Modèle
standard
Plusieurs possibilités dépendant du
fait si l'Univers est ouvert, plat ou fermé.
Dans l'histoire de l'Univers et du
modèle standard (voir CR de la conférence
de JM Alimi) on comprend tout jusqu'à 10-11sec, c'est à dire que
tout a été prouvé et vérifié dans les accélérateurs de particules.
En dessous de cette limite c'est le
désert théorique.
Dans cette partie connue et vérifiée,
la nucléosynthèse est une étape fondamentale, elle aboutit à la formation des
éléments légers, l'Hélium de l'Univers n' a été produit qu'à ce moment là et le
rapport He/H (25% en masse pour He et 75% pour H) est une constante qui n'a
guère variée depuis l'origine.
Intéressons nous à la densité de
l'Univers une nanoseconde (10-9sec) après la singularité.
Notre conférencier nous présente une
diapo intéressante, si on fait varier la densité uniquement à la 27ème
décimale, cela change le destin de l'Univers , pour voir ainsi la sensibilité
de ce facteur sur l'évolution.
C'est le problème de la platitude, en
effet pour avoir une Univers plat, il faut un chiffre de densité très très
précis.
Difficile à imaginer.
Les particules élémentaires
apparaissent ainsi que leurs différentes interactions.
Introduction de la super symétrie (SUSY
= SUper SYmétrie) en addition au modèle standard, qui établit une relation
entre les bosons et les fermions.
À chaque fermion est associé une super
particule, le nombre de particules double donc. À ce jour aucun des ces super
partenaire n'a été détecté.
Cette nouvelle théorie mène à
l'unification à l'échelle des dimensions de Planck : le GUT : Great Unification
Theory.
D'après P Peter, des défauts topologiques se sont produits au moment de
l'unification donnant naissance à des fluctuations de ce rayonnement fossile,
des défauts doivent aussi se produire en moi même car je dois avouer que je
commence à perdre le fil de la conférence.
Pour compenser consulter cet
article de P Peter sur cette partie là.
Introduction de la M-Théorie et des
super cordes qui me laissent un peu froid avec leurs 11 dimensions.
La singularité d'origine n'aurait peut
être pas été jusqu'à l'instant zéro, il y aurait eu un "rebond primordial".
C'est sur ce rebond que s'achève cette
conférence.
POUR
ALLER PLUS LOIN :
Entretien avec Patrick
Peter lors d'un bar des Sciences.
Défauts
topologiques et fluctuations du rayonnement fossile : de nouvelles
prédictions par P Peter:
Cosmologie
et Univers :
Cosmologie le modèle standard
par Jacques Fric de la commission de cosmologie de la saf : trapu!
Short
course on cosmology par l'Université deRochester : très clair et même beau
(anglais) :
Geometry of the
Universe par l'Université de l'Oregon : simple et facile (anglais)
Geometry,
CMB and inflation par l'Université Cornell (anglais) : beaucoup de dessins
et schémas très clairs.
Supernovae, an
accelerating universe and the cosmological constant : format pdf 4 pages
The accelerating
universe par l'Université du Missouri une cinquantaine de slides pour tout
comprendre.
Picture of the
early universe (NASA) and Boomerang (anglais).
Toutes les données des
premières années de WMAP dont toutes les images et graphes.
Trois
présentations Power Point (PPT) en anglais qui valent un coup d'œil:
Dark matter dark energy : PPT 3MB origine et preuves d'existence.
Introduction to cosmology par Sarah Bridle PPT 1MB dynamique de
l'Univers, matière noire, CMB, lentilles gravitationnelles ..si vous avez peur
des formules et des équations, passez votre chemin!
Dark
Energy par W Freedman de l'Université de Chicago 3,8MB PPT : accélération,
densité de matière, quintessence,
Origine et développement de
l'Univers par le GSFC : très complet (anglais)
Sur les
particules élémentaires et la physique nucléaire :
Les particules
élémentaires par l'IN2P3
Les
particules élémentaires (anglais) par le CERN : élémentaire :
La physique des particules
thèse de Stéphanie Moreau : complet
La
physique actuelle dans une présentation du CERN 3,8MB en PPT relativement
abordable
La
nouvelle physique : cordes , symétries :
Au delà du modèle standard,
la supersymétrie par IN2P3 :
Les problèmes du
modèle standard par Thierry Lombry de Luxorion.
LIVRE DE NOTRE
CONFÉRENCIER :
DES DÉFAUTS DANS
L'UNIVERS
Je ne l'ai pas, je
ne peux que vous citer ce qui est écrit par l'éditeur :
En se formant sur
un lac, en hiver, la glace montre des petites imperfections en zigzag dues à la
congélation indépendante des différentes parties de sa surface. Les physiciens
appellent ce type de phénomènes des " défauts topologiques ". De façon
analogue, l'expansion et le refroidissement de l'Univers primordial, où
régnaient des conditions exceptionnelles inaccessibles à nos technologies,
n'ont sans doute pas pu se dérouler uniformément et des défauts cosmiques ont
dus être générés. Bien sûr, l'approche de ces défauts requiert la compréhension
des diverses branches de la physique, mais les connaissances les plus pointues
en la matière sont ici exposées en termes clairs et sans équations, et ainsi
rendues accessibles, pour la première fois, à un large public. Sont mises en
valeur les données les plus récentes obtenues tant par des observations
astrophysiques que par des expériences mettant en jeu des matériaux peu
ordinaires, à la base des futures technologies, ou encore par des simulations
numériques, purement théoriques. Le grand nombre d'illustrations associées au
texte permet d'en comprendre les difficultés, jamais techniques mais souvent
conceptuelles
Ces fascinants objets théoriques, fruits de l'union de la physique des
particules élémentaires et de la théorie de l'expansion cosmologique,
conjonctions entre le monde de l 'infiniment petit et celui de l 'infiniment
grand, peuvent nous permettre de mieux comprendre le comportement de la nature
à des énergies extrêmes. Ils pourraient aussi être responsables de la formation
des grandes structures (galaxies, amas de galaxies...) présentes dans
l'Univers. Pourrons-nous jamais les observer ? L'avenir nous le dira..
C'est tout pour
aujourd'hui!
Bon ciel à tous
Jean Pierre
Martin www.planetastronomy.com