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