Mise à jour le 9 Novembre 2012
 
 
    
CONFÉRENCE
"L’ACCÉLÉRATION DE L’EXPANSION DE L’UNIVERS"
Par Reynald PAIN Dr de recherche CNRS, Directeur du LPNHE
(Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies) Paris 6
 
Pour les RCE 2012 Cité des Sciences de Paris
Le 1er Novembre 2012 à 12H15
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
REMARQUE : Les comptes rendus des conférences sont mis en ligne au fur et à mesure.
L’AFA mettra aussi les présentations des conférenciers en ligne en ligne sur leur site.
Vous vous en apercevrez en allant voir  la page du compte rendu général de temps en temps à l'index "conférences", je signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site
 
 
 
Reynald Pain est le Directeur d’un des labos français de hautes énergies le plus prestigieux, le LPNHE dépendant de l’Université Paris 6.
 
 
Il a organisé la venue en France de Saul Perlmutter Prix Nobel de physique 2011, en décembre 2011 dernier, dans un amphithéâtre complètement plein, nous en avons d’ailleurs donné le compte rendu à l’époque.
 
C’est à S Permutter et à ses collègues B Schmidt et Adam Riess que nous devons une petite révolution cosmologique.
En effet en voulant prouver que l’Univers devait se contracter sous l’effet à long terme de la gravitation (ce qui semblait logique), ils ont prouvé….le contraire ; l’expansion de l’Univers s’accélère en fait !
Cela méritait bien un Prix Nobel !
 
 
 
 
 
 
Tout avait commencé avec l’étude des Super Novas Ia (SNIa) qui servent de balises dans l’Univers. En effet, les phénomènes auxquels elles donnent lieu (une explosion d’étoile) correspondent au même phénomène physique (dépassement d’une masse limite, toujours la même) donc à une émission d’énergie à priori constante (même éclat) quelque soit l’endroit de la SN dans l’Univers.
De plus ce phénomène étant extrêmement lumineux, il va pouvoir être détecté depuis les confins de l’Univers, d’ou le terme de balises, phares et plus généralement de chandelles standard.
 
 
Mais, car il y a un mais avec les SNIa, elles sont :
·        Rares : en moyenne une par siècle et par galaxie
·        Aléatoires : où et quand regarder ?
·        Éphémères : elles ne durent que de quelques semaines à quelques mois.
 
Heureusement …..il y a des milliards et des milliards de galaxies !
 
 
On voit ici la faible dispersion (en haut) des courbes de lumière de différentes SNIa et la courbe normalisée en dessous.
 
(graphique tiré de l’article de S Perlmutter).
 
 
 
 
 
 
 
 
L’observation des SNIa a nécessité une stratégie d’observation, que l’on voit sur ce schéma.
 
On n’observera pas pendant la pleine lune.
 
On observera un groupe de galaxies juste après la nouvelle lune, puis le même groupe sera imagé juste avant la nouvelle lune suivante.
 
Ceci permet la découverte à chaque fois d’une douzaine de nouvelles SN.
 
Tous les résultats sont envoyés à Berkeley.
 
 
 
 
 
 
 
Ici on voit avant et après l’explosion de la SN 1998 découverte par le projet SCP.
 
En soustrayant les deux images on voit ce qui correspond à la SN elle-même.
 
Le redshift de la lumière détectée (au départ la lumière est plutôt dans le bleu) nous donne la distance de cette SN (stretch factor).
 
 
 
 
 
 
 
Les contraintes cosmologiques :
 
 
 
Toutes ces mesures (les SNIa) couplées à d’autres types de mesures (le CMB, les amas de galaxies, les oscillations baryoniques BAO…) imposent des contraintes sur les différents paramètres de l’Univers (densité de matière et d’énergie) qui peuvent se résumer sur le graphique ci-joint.
 
 
Toutes les mesures se recoupent à un endroit correspondant à la composition de l’Univers telle qu’on l’imagine actuellement approximativement :
·        75% d’énergie du vide (énergie sombre)
·        25% de matière (noire et brillante)
 
C’est le modèle de concordance, nom donné par les scientifiques à ce scénario qui décrit l’histoire de l’Univers jusqu’à aujourd’hui.
 
(graphique tiré de l’article de S Perlmutter).
 
Voir aussi ce graphique.
 
 
 
Mais on ne sait toujours pas ce qu’est cette énergie du vide, est-ce une constante cosmologique comme l’avait prédit et renié Einstein ?
 
Il y a quelques contradictions : si constante cosmologique il y a , pourquoi est-elle si petite, les calculs prédisent une valeur beaucoup plus élevée.
 
Devra-t-on introduire la notion de quintessence ?
 
 
 
La campagne de mesures des SNIa a mené à un diagramme de Hubble mis à jour qui tient compte des différents apports :
 
·        L’étude SDSS (Sloane Digital Sky Survey)
·        L’étude SNLS (Super Nova Legacy Survey)
·        Le télescope spatial Hubble
 
Graphique : luminosité absolue des supernovae en fonction de leur redshift, basée sur les différentes études.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
On attend beaucoup de la mission spatiale Euclid pour continuer le travail.
 
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
Discoverers of the accelerating expansion of the universe share this year's physics Nobel
 
Supernovae, Dark Energy, and the Accelerating Universe par Saul Permutter.
 
Les modèles cosmologiques : CR de la conférence de JP Uzan à l'IAP le 9 Sept. 2008
 
La constante cosmologique article par F Bernardeau et JP Uzan
 
La constante cosmologique présentation pdf par M Lachièze Rey.
 
Que cache la constante cosmologique de JP Uzan, article de Pour la Science.
 
Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey Reveals Dark Secrets of the Universe
 
The expanding Universe présentation ppt par Adam Riess.
 
Le Big Bang par l’Observatoire de Paris.
 
Supernova cosmological survey par le LBL, de nombreuses illustrations disponibles.
 
L’énergie noire de l’Univers par l’IN2P3. simple et attrayant.
 
En savoir plus : Le mystère de l'énergie noire
 
 
 
Bon ciel à tous
 
Jean Pierre Martin   commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
Abonnez-vous gratuitement aux astronews du site en envoyant votre nom et e-mail.