Son du BigBang

[invitea67adc17]

Bonjour à tous !

Je me présente, j'ai 19ans et je suis étudiant en deuxième année de DUT génie civil a Reims.

Comme tout le monde je pense, je me pose parfois des questions dont je n'ai pas les réponses. Je me suis souvent dit que j'aimerai bien rencontrer des scientifiques pour pouvoir poser mes questions et ainsi avoir ses réponses qui me manque. Alors au lieu de laisser ses questions en suspend j'ai pensé à regarder sur internet et voila que je tombe sur ce forum qui j'espère va pouvoir m'apprendre beaucoup de chose.

Le soir avant de m'endormir j'aime bien lire des anecdotes sur Se Coucher Moins Bête car on y apprend plein de petite chose. Le problème étant qu'on a pas souvent le pourquoi du comment.

Ce soir j'y ai lu celle-ci : Le Big Bang a créé, il y a environ 13,7 milliards d'années, l'univers comme nous le connaissons aujourd'hui. Cette théorie existe depuis longtemps mais c'est seulement en 1965 que l'on eut la preuve de son existence, de manière accidentelle grâce à l'écoute de son écho qui se propage toujours dans l'univers.
Les premiers à l'avoir entendu furent deux employés des Bell Telephones Laboratories, Arno Penzias et Robert Wilson, qui fabriquèrent une antenne en forme de corne, servant à la base de relais de communication avec les premiers satellites. Quel que soit le sens de l'antenne, ils entendaient toujours un bruit de fond. Dépêchée sur place, une équipe de scientifique comprit que les deux hommes avaient découvert le rayonnement fossile de l'univers primordial.


Ma question est donc, comment après avoir entendu ce bruit (que j'ai écouté sur youtube) des scientifiques ont ils pu faire la conclusion que c’était le bruit du big bang.

Ps: Autre question: Pourquoi le son du big bang est-il encore présent dans l'univers après tout ce temps ?

Merci à vous si vous pouvez m'éclairer la dessus.
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[invite80fcb52e]

Pour remettre tout de suite les choses au clair, ce n'est pas un son c'est un signal radio. Donc des ondes électromagnétiques.

D'une part ce rayonnement a été prédit dans les années 40. Il doit être isotrope (le même dans toutes les directions) car le modèle du Big Bang part du postulat que l'univers est isotrope. Certaines estimations avait même avancé la température de ce rayonnement autour de 3K. Le fond diffus cosmologique détectée à l'époque présentait ses caractéristiques.
L'isotropie implique que le signal n'est pas dans la galaxie. Et s'il est en dehors de la galaxie son intensité implique que c'est un processus très énergétique (voir la suite).

A l'époque quand ce rayonnement a été émis il était à la température de 3000K, son pic d'émission se situait donc dans le proche infrarouge. Ce n'est pas très loin de la température du Soleil (5000K). Ce dernier est une boule qui n'est pas très grand sur la voute céleste. Pourtant sa température et son rayonnement fait qu'il éclaire énormément. Imagine maintenant que ce n'est pas une boule isolée et lointaine qui brille mais chaque point de l'univers. C'est un peu comme si tu remplissait tout l'espace autour de nous de soleil. Donc autant dire que ça rayonne une quantité phénoménale de lumière.
Cette quantité de lumière s'atténue fortement avec la distance et se décale vers le rouge à cause de l'expansion. Résultat aujourd'hui on le reçoit dans les ondes radios et son intensité est nettement plus faible (1000 milliard de fois plus faible), même si elle est encore 1000 fois plus importante que toutes les autres sources de rayonnement (étoiles, gaz, galaxies etc.).
Voilà pourquoi il est encore visible et détectable. Dans un futur lointain, son intensité va encore décroitre jusqu'à ne plus être mesurable, de même que sa longueur d'onde va s'agrandir jusqu'à ne plus être mesurable.

[invite240682c5]

Ma question est donc, comment après avoir entendu ce bruit (que j'ai écouté sur youtube) des scientifiques ont ils pu faire la conclusion que c’était le bruit du big bang.

C'est du bruit à condition d'utiliser un appareil comme une radio pour capter le signal. Le bruit qu'on entend sur Terre est dû à une vibration de l'air, ce n'est donc pas le même phénomène.
Maintenant on sait que plus un objet est loin, plus il s'éloigne vite, avec l'effet Doppler on peut donc connaitre la distance de la source, ou plus précisément combien de temps s'est écoulé depuis l'émission de l'onde, si ce temps est 13,7 milliards d'années, on en déduit que cette onde a été émise à une période proche du big bang.

Autre question: Pourquoi le son du big bang est-il encore présent dans l'univers après tout ce temps ?

Lorsqu'on crie, la vibration de l'air s’estompe assez vite, à l'autre bout de la rue, on entend rien. Mais là comme je disais ce n'est pas du tout le même phénomène, c'est plutôt ici comparable à la lumière, une onde électromagnétique qui peut être atténué seulement par des objets opaques. L'univers étant constitué essentiellement de vide en terme de volume, un tas d'ondes électromagnétique se déplacent dans toutes les directions (grâce à ça on peut capter la lumière provenant de galaxies très anciennes), pour les ondes radio aussi.

[Gilgamesh]

Pour décrire le rayonnement émis par une source, il faut déterminer quelle est sa luminosité dans chaque intervalle de longueur d'onde (en Watt par m² par stéradian par Hertz) : c'est ce qu'on appelle son spectre.

Le spectre est très bavard et nous dit beaucoup sur l'origine du rayonnement, donc sur l'état de la source au moment de l'émission.

Ce fond radio de l'Univers (CMB pour Cosmic Microwave Background) possède une signature parfaite de corps noir, ce qui signifie qu'il correspond exactement au rayonnement théorique d'un corps dont toutes les caractéristiques du rayonnement sont données par sa température.

Dans la figure ci dessous, est représenté le spectre du CMB mesuré à différentes longueurs d'onde (les points de différents aspects correspondant aux différentes expérience qui ont permis de le dresser) comparé à la courbe théorique (trait continu) correspondant à une température de rayonnement de 2,73 K.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite240682c5]

Tiens en rapport, il y aurait apparemment une émission de neutrinos vers une seconde après le big bang. Indétectables aujourd'hui, ils pourraient probablement nous dire beaucoup sur la théorie du big bang.
Quelqu'un qui n'a jamais entendu le nom de "neutrino" sera très bien capable de comprendre la conférence d'Hubert Reeves sur les neutrinos :
http://www.cerimes.fr/le-catalogue/l...neutrinos.html

[invitea67adc17]

Merci pour vos réponses, je comprend un peu mieux cette notion d'onde qui se propage à travers l'univers.

Je suis très admiratifs envers les gens qui étudie l'univers, notamment Hubert Reeves. J'avais vu un reportage sur lui qui était diffusé sur Arte, c’était passionnant de découvrir sa vie et tout ce qu'il fait.

Il y a pleins de questions qui me vienne a l'esprit quand je pense a l'univers. Mais cette notion d'univers est très difficile a se représenter je trouve, surtout avec la question "Pourquoi il y a un univers ?"

Quand je regarde par ma fenêtre j'ai vraiment du mal a m'imaginer le "rien" qui était présent avant le big bang, c'est vraiment à en perdre la tête

[invite51d17075]

Quand je regarde par ma fenêtre j'ai vraiment du mal a m'imaginer le "rien" qui était présent avant le big bang, c'est vraiment à en perdre la tête

Rien ?
qui a dit ça ?
on n'en sait rien , c'est différent !