Combien de missions spatiales ont étudié le fond cosmique micro-onde?
La première mission spatiale spécifiquement conçue pour étudier le fond cosmique micro-ondes (CMB) a été le Cosmic Background Explorer (COBE), lancé par la NASA en 1989., Parmi ses découvertes clés ont été que la moyenne dans tout le ciel, le CMB montre un spectre qui se conforme extrêmement précisément à un soi-disant « corps noir » (c’est-à-dire un rayonnement thermique pur) à une température de 2,73 Kelvin, mais qu’il montre également de très petites fluctuations de température de l’ordre de 1 partie sur 100 000 Ces résultats ont été récompensés par L’attribution du prix Nobel de physique 2006 à John Mather et George Smoot.,
la mission spatiale de deuxième génération de la NASA, la Wilkinson Microwave anisotropy Probe (WMAP) a été lancée en 2001 pour étudier ces très petites fluctuations de manière beaucoup plus détaillée. Les fluctuations ont été imprimées sur le CMB au moment où les photons et la matière se sont découplés 380 000 ans après le Big Bang, et reflètent des densités légèrement supérieures et inférieures dans l’Univers primordial. Ces fluctuations ont pris naissance à une époque antérieure-immédiatement après le Big Bang-et se développeront plus tard, sous l’effet de la gravité, donnant naissance à la structure à grande échelle (c.-à-d., amas et superamas de galaxies que nous voyons autour de nous aujourd’hui. Les résultats de WMAP ont permis de déterminer les proportions des constituants fondamentaux de l « Univers et d » établir le modèle standard de la cosmologie répandue aujourd » hui, et ses scientifiques, dirigé par Charles Bennett, ont remporté de nombreux prix en physique dans les années intermédiaires.
enfin, Planck de L’ESA a été lancé en 2009 pour étudier le CMB plus en détail que jamais., Il couvre une gamme de fréquences plus large dans plus de bandes et à une sensibilité plus élevée que WMAP, ce qui permet de séparer beaucoup plus précisément toutes les composantes du ciel de longueur d’onde submillimétrique et micro-ondes, y compris de nombreuses sources de premier plan telles que l’émission de notre propre galaxie de la Voie Lactée. Cette image approfondie révèle ainsi le CMB et ses minuscules fluctuations avec beaucoup plus de détails et de précision qu’auparavant., Le but de Planck est d’utiliser cette plus grande sensibilité pour prouver le modèle standard de la cosmologie hors de tout doute ou, plus séduisant, de rechercher des écarts par rapport au modèle qui pourraient refléter une nouvelle physique au-delà.
à quoi ressemble le fond cosmique des micro-ondes?
Le fond cosmique micro-ondes (CMB) est détecté dans toutes les directions du ciel et semble aux télescopes micro-ondes comme un fond presque uniforme. Les prédécesseurs de Planck (missions COBE et WMAP de la NASA) ont mesuré la température du CMB à 2.726 Kelvin (environ -270 degrés Celsius) presque partout dans le ciel., Le « Presque » est le facteur le plus important ici, car de minuscules fluctuations de température, d’une fraction de degré seulement, représentent des différences de densités de structure, à la fois petites et grandes échelles, qui étaient présentes juste après la formation de l’univers. Ils peuvent être imaginés comme des graines pour l’endroit où les galaxies finiraient par pousser. Les détecteurs d »instruments de Planck sont si sensibles que des variations de température de quelques millionièmes de degré sont distinguables, offrant une meilleure compréhension de la nature des fluctuations de densité présentes peu de temps après la naissance de l » univers.,
Qu’est-ce que le « modèle standard de la cosmologie » et comment se rapporte-t-il au CMB?
Le modèle standard de la cosmologie repose sur l’hypothèse que, sur de très grandes échelles, l’univers est homogène et isotrope, ce qui signifie que ses propriétés sont très similaires en tout point et qu’il n’y a pas de directions préférentielles dans l’espace. Dans ce modèle, l’univers est né il y a près de 14 milliards d’années: à cette époque, sa densité et sa température étaient extrêmement élevées – un état appelé « Big Bang chaud »., L’univers est en expansion depuis, comme le démontrent les observations effectuées depuis la fin des années 1920. la riche variété de structure que nous pouvons observer à des échelles relativement petites est le résultat de minuscules fluctuations aléatoires qui ont été intégrées pendant l’inflation cosmique – une première période d’expansion accélérée qui a eu lieu immédiatement après le Big Bang chaud – et qui se développeront plus tard sous l’effet de la gravité dans les galaxies et les amas de galaxies.,
le modèle standard de la cosmologie a été dérivé d’un certain nombre d’observations astronomiques différentes basées sur des processus physiques entièrement différents. Pour réconcilier les données avec la théorie, cependant, les cosmologistes ont ajouté deux composants supplémentaires qui manquent de confirmation expérimentale: la matière noire, une composante de matière invisible dont la distribution semblable à une toile à grande échelle constitue l’échafaudage où les galaxies et autres structures cosmiques se sont formées; et l’énergie noire, une composante mystérieuse qui imprègne l’univers, Le modèle standard de la cosmologie peut être décrit par un nombre relativement faible de paramètres, notamment: la densité de la matière ordinaire, de la matière noire et de l’énergie noire, la vitesse d’expansion cosmique à l’époque actuelle (également connue sous le nom de constante de Hubble), la géométrie de l’Univers et la quantité relative des fluctuations primordiales