Question à propos du fond diffus cosmologique

[invited54b9b50]

Bonjour à tous,

Premier message pour ma part sur ce forum que j'ai beaucoup parcouru en tant que spectateur jusqu'à présent .
Je me suis récemment intéressé au rayonnement électromagnétique fossile, qui si j'ai bien compris, correspond au rayonnement émis lors du passage de l'univers à une densité permettant la libre circulation des photons.

Au début, j'avais du mal à comprendre comment on pouvait accéder à cette information. Mais j'ai compris qu'il faillait partir du principe que que durant cette libération de photons, l'univers était déjà très étendu (et non pas à l'état "ponctuel" du big bang) et que la position actuelle de la terre se situe dans cet univers primitif.

Partant de ce principe, on dispose alors d'une "sphère de rayonnement fossile", le fond diffus cosmologique. Or, le temps passant, cette sphère grandie : on accède jour après jour aux premiers photons libérés de plus en plus lointain.

Mes questions sont les suivantes :

- Cette sphère grandissant avec le temps, pourront nous observer un jour les "limites" de l'univers tel qu'il était lors de cette libération ?

- Si c'est déjà la cas, alors le fond diffus cosmologique est bien la carte extérieure de l'univers tel qu'il était bien après cette libération de photons non ?

- Est-ce que l'univers est "devenu visible" d'un seul coup ? Ou alors ce phénomène est apparu progressivement dans l'univers suivant des répartitions de densité variable dans l'espace ?

- Pour aller plus loin, est-il possible que certains rayonnements observés ne datent pas de la transparence de l'univers, mais soit encore plus lointain (éventuellement un autre big bang ?)

J'espère avoir été assez clair, j'aimerais beaucoup avoir votre avis, particulièrement sur la dernière question.
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[Deedee81]

Salut,

- Cette sphère grandissant avec le temps, pourront nous observer un jour les "limites" de l'univers tel qu'il était lors de cette libération ?

L'univers n'a pas de bord. Même s'il est fini, il est sans bord (en allant tout droit, on reviendrait théoriquement au même endroit sans faire demi-tour, je dis bien théoriquement car il faut tenir compte de l'expansion).

Si l'univers est fini, alors il avait une taille limitée. Et donc, a un moment donné le rayonnement fossile devrait faire le tour. On devrait donc voir le même rayonnement dans différente direction, ce qui devrait pouvoir se voir dans des corrélations dans les fluctuations de ce rayonnement. Des analyses ont déjà été faites dans ce sens... sans succès. L'univers devait être vraiment très grand (voire infini, on n'en sait rien).

Tu peux faire quelques recherches sur "univers chiffonné" et Luminet qui est un des spécialistes de ce genre de chose.

- Est-ce que l'univers est "devenu visible" d'un seul coup ? Ou alors ce phénomène est apparu progressivement dans l'univers suivant des répartitions de densité variable dans l'espace ?

Aux quelques fluctuations près, oui. Dès que la température a suffisamment baissé, les électrons libres se sont fixés aux protons pour former des atomes d'hydrogène. Et la lumière s'est alors mise à circuler librement. Cela a du être assez brutal.

- Pour aller plus loin, est-il possible que certains rayonnements observés ne datent pas de la transparence de l'univers, mais soit encore plus lointain

Oui, les rayonnements de neutrino et d'ondes gravitationnelles. Mais s'ils existent, on est encore loin, très loin de pouvoir les détecter.

(éventuellement un autre big bang ?)

Ca, on n'en sait rien (la naissance de l'univers ça reste fort spéculatif, même nos théories actuelles n'y sont pas valables). Mais qui sait ?

[Gloubiscrapule]

Aux quelques fluctuations près, oui. Dès que la température a suffisamment baissé, les électrons libres se sont fixés aux protons pour former des atomes d'hydrogène. Et la lumière s'est alors mise à circuler librement. Cela a du être assez brutal.

Ca s'est passé à peu près au même moment dans tout l'univers, mais pas de façon brutale. Le découplage se fait sur plusieurs dizaines de milliers d'années, ce qui fait que la région qui émet le fond diffus est une coquille d'épaisseur non nulle (mais très fine par rapport à sa distance), c'est la surface de dernière diffusion...

[Deedee81]

Salut,

Ca s'est passé à peu près au même moment dans tout l'univers, mais pas de façon brutale. Le découplage se fait sur plusieurs dizaines de milliers d'années, ce qui fait que la région qui émet le fond diffus est une coquille d'épaisseur non nulle (mais très fine par rapport à sa distance), c'est la surface de dernière diffusion...

Merci beaucoup de cette précision.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Andrei2010]

- Pour aller plus loin, est-il possible que certains rayonnements observés ne datent pas de la transparence de l'univers, mais soit encore plus lointain (éventuellement un autre big bang ?)

Nous connaissons l'histoire de l'univers jusqu'à quelques pouillèmes après le big-bang ; si quelque-chose datait d'avant, on s'en serait rendu compte...