Mise à jour le 31 Mai 2014   addition présentation de N Sanchez le 13 juin

LES DERNIÈRES NOUVELLES DE L'UNIVERS

École International Daniel Chalonge

SESSION OUVERTE DE PRINTEMPS

Le 22 Mai 2014 Salle du Conseil Observatoire de Paris

 

 

 

Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement ; toutes les photos ont été envoyées à l’École et sont à votre disposition).

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

Certaines présentations originales sont disponibles sur le site de l’école, je le signalerai à chaque fois.

 

Colloque organisé régulièrement par Norma Sanchez, Directrice de l'École Internationale d'Astrophysique "Daniel Chalonge", ce colloque est réservé à un public « averti ».

 

Pour une fois et pour notre plus grand bonheur, la réunion a lieu dans la magnifique salle du Conseil, dont le plafond représente le passage de Vénus devant le Soleil.

Ci après compte rendus succincts de ces présentations.

 

 

 

 

SOMMAIRE :

·         De BICEP2 aux origines du temps. par Norma Sanchez

·         Leonardo Da Vinci : Les machines volantes par Annalisa Perissa Directrice Cabinet Académie de Venise.

·         Les ballons pour la recherche par A. Zanini INFN Turin.

·         Où va la Science? par N Sanchez

 

 

 

 

NORMA SANCHEZ Directrice de l’École Daniel Chalonge. De BICEP2 aux origines du temps.

 

Préparé avec l’aide d’Hector De Vega absent pour cause de maladie ce jour là.

 

Norma Sanchez (avec sa célèbre clochette !) ouvre la session et souhaite la bienvenue aux participants ; elle nous parle des dernières nouvelles de l’Univers et comme elle le dit si justement, il y en a !

 

En effet ; on va parler de la nouvelle situation de la matière noire aujourd’hui, la matière noire tiède avec la possibilité d’existence d’un ou de plusieurs neutrinos stériles et de l’expérience BICEP2 au Pôle Sud et ses implications.

 

 

Mais on commence par le commencement, comment a démarrer l’Univers.

 

 

 

 

 

En quelques mots rapides :

 

L’histoire de l’Univers, c’est l’histoire d’une expansion et d’un refroidissement.

 

 

 

L’expansion : c’est l’espace lui-même qui est en expansion, c’est-à-dire le tissu même de l’espace-temps.

 

Toutes les distances augmentent avec le temps, les longueurs, les distances entre les objets mais PAS la taille des atomes et des particules élémentaires. Cette expansion originelle (le Big Bang) s’étend dans tout l’espace, il n’a pas de centre.

 

Le refroidissement : la température décroit avec l’expansion (comme dans un réfrigérateur pour faire du froid, on détend un gaz !)

 

 

 

Voici quelques étapes de cette histoire.

 

 

 

 

 

 

Aujourd’hui, notre Univers est principalement…..vide !

 

La distance moyenne entre galaxies est de l’ordre du million d’années lumières, la taille des galaxies elles-mêmes de l’ordre de la centaine d’années lumière, galaxie dont la masse varie de un million à mille milliards de masse solaire.

 

99,9% de l’Univers possède une densité moyenne de 5 protons par m3, alors que notre propre air n’en contient approximativement que 3,9 1026 par m3.

 

Après la période d’inflation, l’Univers est devenu isotrope et homogène.

Les fluctuations quantiques sont présentes, et sont les graines de la formation des grandes structures.

 

 

C’est cette phase que l’expérience BICEP2 a en plus de la présence de la signature d’ondes gravitationnelles (OG) a confirmée, même si cela demande à être revérifier.

Einstein avait prévu avec sa théorie de la relativité générale (dont nous allons fêter le centenaire l’année prochaine) l’existence de ces OG, qui sont des oscillations de l’espace-temps lui-même.

Les gravitons, ces particules associées aux fluctuations de l’espace-temps, se sont produits durant la phase d’inflation, ils apparaissent comme jouant sur certaines fluctuations du CMB en modifiant leur polarisation.

Les gravitons sont de masse nulle et de spin 2 (ce qui permet la décomposition en deux polarisations B et E).

 

 

Les scientifiques du Pôle Sud ont montré que le taux de photons (facteur r) affectés par ce changement de polarisation est compris entre 0,15 et 0,20.

 

D’autres facteurs ont aussi pu être déterminés, voir la diapo ci-contre.

 

 

Mais ce n’est pas tout.

 

Les scientifiques de l’École Chalonge pensent qu’il existe une différence d’appréciation, disons, avec les résultats de Planck.

 

 

 

 

Avant Planck, on estimait la constante de Hubble H0 (taux d’expansion de l’Univers) à 73,8 km/s/Mpc basée sur les Céphéides ;

 

Planck dans ces dernières données nous donne une valeur un peu différente (l’Univers vieillit un peu) H0 de 67,3 km/s/Mpc.

De plus Planck confirme qu’il ne peut exister plus de 3 neutrinos, donc pas de neutrinos stériles (ns).

 

Or il semble se confirmer de plus en plus que ce neutrino stérile devrait exister. Il serait même de masse de l’ordre de l’eV.

 

Cela changerait la composition et la densité de l’Univers.

 

Cela mènerait à un H0 de l’ordre de 70 km/s/Mpc pour un ns de 0,4 eV.

Des données de WMAP sur 9 ans donneraient aussi une valeur approchée à ce neutrino de 0,45 eV.

 

L’analyse des données de Planck serait-elle incorrecte ?

 

 

La présentation pdf de Norma Sanchez est disponible sur ma ligne ftp

me contacter pour les mots de passe, elle s'appelle : Sanchez22MAY14.pdf

 

 

 

 

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À ce stade une pause café petits fours fut la bienvenue !!

 

 

 

 

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Annalisa PERISSA de Venise sur Leonardo et les machines volantes.

 

Annalisa PERISSA est Directrice du Cabinet Estampes et des Dessins Galerie de l’Académie de Venise, Superintendante Patrimoine & Pôle Muséal de la Ville de Venise et des communes de la Lagune ; elle nous parle de « Leonardo da Vinci, l'Homme et l'Univers: Du vol des oiseaux aux machines volantes »

 

Leonardo a été le premier technologue de l’histoire européenne.

 

Il s’est intéressé très tôt aux vols des oiseaux et s’est penché sur leurs techniques.

 

 

 

 

 

 

 

Il a conçu des ailes démontables et articulées et même l’ébauche de ce que l’on pourrait appeler un parachute de nos jours.

 

Il a aussi dessiné ce qui semble être un précurseur de l’hélicoptère.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Alba ZANINI de Turin sur les aérostats et ballons pour la recherche.

 

 

Alba ZANINI est Physicienne à l’ INFN-Turin, et ambassadrice de la ville de Turin pour la Science et la Culture

 

 

Son thème ce soir : Les Aérostats et ballons pour la recherche : de Gay Lussac à la radiation fossile cosmique.

 

Ce sont les frères Montgolfier qui en 1783 ont procédé au premier vol en ballon à air chaud devant le roi Louis XVI.

Les passagers étaient un mouton un canard et un coq.

Ils reviennent vivants de cette aventure.

 

L’expérience avec des hommes peut commencer et c’est Pilâtre du Rozier qui devient le premier à s’élever dans les airs.

Il vole du château de la Muette à la butte aux cailles à 1000m d’altitude.

 

 

 

 

Très vite apparaissent deux techniques pour l’ascension en ballon :

·         L’air chaud

·         L’Hydrogène

 

C’est la même année que Jacques Alexandre César Charles, professeur de physique à la Sorbonne (il participe à la découverte de la fameuse loi PV = RT) a l’idée d’employer l’Hydrogène pour s’élever dans les airs.

Cela se passe aux Tuileries devant des centaines de milliers de personnes. Succès !

 

C’est le français JP Blanchard et l’américain J Jeffries qui traversent la Manche les premiers en 1785.

 

En 1797, André Jacques Garnerin est le premier à sauter en parachute d’un ballon au dessus du Parc Monceau, quelques années plus tard il récidive en faisant sauter sa future femme Jeanne.

 

Une curiosité, l’italien F Zambeccari très intéressé par l’aventure de Montgolfier, au début du XIXème siècle, pense à améliorer le système et construit un ballon à deux chambres, l’une à air chaud l’autre à l’Hydrogène.

 

Mais redevenons plus sérieux, les ballons vont permettre de faire faire des avancés à la science.

 

C’est en 1804 que Jean Baptiste Biot (celui des météorites) et Louis Joseph Gay-Lussac veulent mesurer le champ magnétique en altitude, pour cela ils montent à 4000m d’altitude en ballon (puis plus tard à 7000m), c’est la première expérience scientifique à bord d’un aérostat.

 

Mais la plus grande avancée scientifique due aux ballons, c’est Victor Hess qui l’a faite en emportant avec lui un détecteur de particules (la radioactivité vient d’être découverte) en 1912.

Curieusement, plus le ballon prend de l’altitude et plus le détecteur crépite ; il vient de découvrir les rayons cosmiques.

 

Une pensée émue pour notre regretté ami Audouin Dollfus de l’Observatoire de paris, aérostier émérite dans les années 1950 !

 

 

Les ballons stratosphériques vont permettre d’atteindre des altitudes exceptionnelles et de procéder à des mesures.

 

Cela menant petit à petit à l’expérience Boomerang au Pôle Sud qui s’intéresse particulièrement au CMB.

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Historique de l’aérostat et des ballons : partie 1     et   partie 2

 

 

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Norma SANCHEZ Où va la science ?

 

 

La matière noire est la composante dominante des galaxies et un ingrédient essentiel à leur formation.

La formation de ces galaxies dépendant essentiellement de la nature de cette matière noire.

 

Les observations actuelles (BICEP2 par exemple) nous incitent à penser que cette matière n’est pas froide (cold) comme on le pensait, mais tiède (Warm en anglais), c’est à dire avec des particules de l’échelle du keV (un neutrino stérile matière sombre ?)

 

C’état déjà ce qui était prédit par les calculs de l’École Chalonge à partir des résultats de WMAP.

 

 

 

Mais d’après N Sanchez une certaine inertie du monde scientifique dans ce domaine se fait sentir.

 

C’est la raison pour laquelle, Norma Sanchez émet un jugement un peu abrupte sur les dernières entreprises actuelles de la physique des hautes énergies :

·         Le LHC n’a pas réussi malgré la découverte du boson de Higgs, car il a été conçu pour la super symétrie (SUSY) qui nécessite des énergies de 1016 GeV inaccessibles au LHC.

·         L’expérience AMS (sur l’ISS) n’a pas réussi non plus à mettre clairement en évidence de la matière noire

·         Planck n’a pas réussi à prouver l’existence de plus de trois neutrinos

Ces résultats négatifs sont, d’après la conférencière, dues au fait que l’on recherche des particules de matière noire « froides » c’est-à-dire de l’ordre du Gev, alors qu’on devrait chercher des particules « tièdes » de l’ordre du keV.

 

 

Ce jugement est il correct à 100%, je laisse les lecteurs en juger !

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

http://chalonge.obspm.fr/Scientific_News.html

 

Sterile Neutrinos as Dark Matter par K Petraki.

 

Galaxy and cosmological motivations to the search of warm dark matter sterile neutrinos par H de Vega.

 

Neutrinos stériles et matière noire font bon ménage par Éric Simon.

 

 

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Bon ciel à tous

 

Jean Pierre Martin SAF Président de la Commission de Cosmologie

www.planetastronomy.com

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