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rayonnement de fond



  1. #1
    kree

    Bonjour ,

    Plusieurs interrogations et une hypothese :

    Le rayonnement de fond emis a l'origine etait un rayonnement d'un corp noir a 5000 K, aujourdh'ui nous recevons un rayonnement a 3.7K. Cela est-il du au vieillissement des photons ou a l'expansion ?
    Le rayonnement ne devrait pas etre beaucoup moins uniforme compte tenu des regions traverses (nuages de gaz opaques, galaxies...) et ne devrait-on pas apercevoir des concentrations du a des arcs gravitationnels ?

    Nous supposons que dans l'univers il existe une energie/masse sombre, noire, manquante, invisible....Ne pourrait-elle pas se comporter comme un corps noir, absorbant les photons et les emetant sur sa propre temperature qui elle a diminue du fait de l'expansion.
    En conclusion les photons provenant de ce rayonnement a 3.7K sont des photons primordiaux ou alors ont-ils ete absobes-reemis un grand nombre de fois et nous arriveraient ansi de proche en proche. Ce qui expliquerait que le rayonnement nous parraisse uniforme a quelques fluctuations pres.

    -----

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  3. #2
    Pym-s

    pour moi j'ais quelque reponse sur mon forum

    quand a l'énérgie noire je n'y crois pas

    par contre la matiére noire est bien réel, elle pourait prendre toute les formes, elle engloberait les particules et en laissant pas de vide

  4. #3
    Max

    Salut,

    Citation Envoyé par kree
    Le rayonnement de fond emis a l'origine etait un rayonnement d'un corp noir a 5000 K, aujourdh'ui nous recevons un rayonnement a 3.7K. Cela est-il du au vieillissement des photons ou a l'expansion ?
    Le rayonnement ne devrait pas etre beaucoup moins uniforme compte tenu des regions traverses (nuages de gaz opaques, galaxies...) et ne devrait-on pas apercevoir des concentrations du a des arcs gravitationnels ?
    Premiere question: En ce qui concerne la 'temperature' du rayonnement fossile, sa decroissance est pour ce que j'en sais due a l'expansion de l'univers. On peut voir ce phenomene comme une detente adiabatique d'un gaz de photons.

    Deuxieme question: Ce rayonnement ne provient pas d'une "surface ou volume" a l'exterieur de l'univers, mais est present dans tout l'univers. On baigne dedans donc les effets gravitationnels ne donneront pas une croix d'Einstein ou autre "illusion" d'optique.

    Max

  5. #4
    Alef

    Je confirme que le rayonnnement cosmologique est aujourd'hui à 3.7K à cause de l'expension de l'univers. Lorsque la cavité d'un corps noir augmente (ici l'univers) la température de ce dernier décroit. (Le calcul est explicitement fait dans le Perez de Thermodynamique).

    Les photons du corps noirs cosmologiques ont forcément été absorbés et émis un grand nombre de fois au moment de leur émission. Pour donner un spectre de corps noir les photons doivent interagir avec la matière (afin d'avoir un équilibre thermodynamique). Maintenant l'univers est plus ou moins transparent aux photons du corps noir. Il y a peu de choses capables d'intéragir avec des photons à 3K. A ma connaissances seules quelques transitions de molécules ou d'atomes dont les états de structure fine du carbone.

    Si vous voulez une réponse beaucoup plus claire à votre réponse courrez lire : Dernières Nouvelles du Cosmos d'Hubert Reeves. Ca y est parfaitement expliqué.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    kicpa

    bonjour,

    Le CMBR (Cosmic Microwave Background Radiation) est, d'après ce que j'en sais, constitué de photons dont l'origine provient de la période immédiatement successive au Big Bang. Leur distribution énergétique actuelle correspond au spectre d'un corps noir à une température de 3K (voire 2.7K mentionné dans la majorité des livres là-dessus). Cette température tend à décroître régulièrement avec le temps et du fait de l'expansion continue de l'Univers.
    Durant la période où ces photons intéragissaient avec les électrons, les photons auraient subi une polarisation. Les astrophysieciens sont convaincus que cette polarisation est présente dans le CMB. En 2002, l'interféromètre DASI détectait cette polarisation, suivi de COBE, WMAP et bientôt de Planck pour une meilleure précision des fluctuations de la densité de matière.
    Ce fond diffus cosmologique ou rayonnement fossil est homogène et isotrope.
    En ce qui concerne l'énergie sombre, je conseille à tous la lecture de l'article de Serge Jodra de Ciel & Espace:
    http://www.cieletespace.fr/front/def...numBiblio=1999

    a+

  8. #6
    baticho

    Je ne crois pas non plus à l'energie noire.
    Concernant les rayonnement de fond, je suppose que c'est non seulement dû à l'expansion de l'univers mais aussi à la multiplication des débris dûs aux collisions permanentes.

    L'expansion de l'univers est pour moi une cause minime. D'accord les radiogalaxies s'expandent et donc diffusent moins d'ondes radio, mais il y a aussi les pulsars, les gaz, et autres matières interstellaires radiosources.
    Signature effacée par la modération.

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  10. #7
    mattttttt

    Le principe de corps noir fait que ce ne sont pas les diverses absoption/reemissions qui changent la frequence du signal dues à tes "debris" ou autre interractions.

    C'est bien l'expansion et la "dilution" qui est a l'origine du glissement vers les basses frequences.

  11. #8
    mattttttt

    Pour ce qui de "croire" a l'energie noire (le terme de craoyance est surprenant dans un domaine scientifique...lol), c'est un terme generique et non defini qui sert d'appui au phenomenes d'ACCELERATION de l'expansion.

    Puisque "Energie noire" est un generique indeterminé et que l'acceleration de la constante de Hubble sont des faits acquis, "l'energie noire" existe du moins son concept.

  12. #9
    baticho

    Le terme "croire" partait du fait que nous appelons energie noire, ou matière noire ce que nous ne savons pas encore qualifier avec précision. Mais cela existe, je suis d'accord... ne nous attardons pas dessus, de grâce.
    Signature effacée par la modération.

  13. #10
    Dr.Dep

    Re : rayonnement de fond

    Bien sûr que nous savons qualifier la matière noire et l'énergie noire (qui sont 2 choses bien distinctes):
    Quand nous analysons la dynamique de systèmes astronomiques (galaxies, amas, superamas, etc...) nous remarquons que les mouvements observés ne s'accordent pas avec ceux prédits par la théorie de newton évalués à partir de la matière visible (étoiles, nuages de gaz, etc...). Les vitesses des éléments du système sont souvent beaucoup trop rapides par rapport au potentiel gravitationnel engendré par la matière détectable. Il existe donc une matière invisible = la matière noire. On évalue la densité de matière visible à 0.5 % de la densité critique de l'univers (pour que sa courbure soit plate, autrement dit, pour qu'il soit stable), or les fluctuations de densité du rayonnement de fond témoignent (voir le projet Boomerang) que la densité actuelle est proche de la densité critique : une nouvelle preuve en faveur de la matière noire ! La physique des particules proposent de nombreux candidats pour ce qu'est la matière noire (WIMPS, MACHOs, neutrino...). Reste juste à les observer. D'autres théories (univers parallèles, théorie de la gravitation modifiée MOND) existe mais on a de la peine à les confirmer.
    L'energie noire pourrait en effet expliquer l'expansion (du moins en partie). En revanche, elle n'est pas du tout mystérieuse. Elle sort de l'inéquations d'Heisenberg (principe d'incertitude) ΔE.Δt> h/2pi => même le vide contient de l'énergie (infini pour des temps -> 0). Comme E=m, le vide contient une infinité de particules virtuelles d'une durée de vie très courte: le vide est plein ! Mais il existe des vides plus ou moins pleins. Exemple, entre deux plaques très proches l'une de l'autre dans le vide, seules certaines particules virtuelles peuvent se créer (comme seules certaines ondes sonnores se créent dans une caisse de résonnance). Le vide entre les deux plaques est plus vide (moins plein) que le vide à l'extérieur. Il y a donc une force de "pression" qui s'exerce par le vide extérieur sur les plaques et les rapproche (effet Casimir). Cette force du vide que l'on qualifie de "répulsive" peut contribuer à très grande échelle à l'expansion de l'univers.

    Pardonnez-moi de la longueur de cette interventions, mais c'est une sujet qui me passionne...

  14. #11
    deep_turtle

    Re : rayonnement de fond

    L'energie noire pourrait en effet expliquer l'expansion (du moins en partie). En revanche, elle n'est pas du tout mystérieuse. Elle sort de l'inéquations d'Heisenberg (principe d'incertitude) ΔE.Δt> h/2pi => même le vide contient de l'énergie (infini pour des temps -> 0).
    Oui, bon là c'est un peu optimiste comme point de vue... C'est une belle idée mais dès qu'on essaie de calculer la contribution de l'énergie du vide par la théorie des champs, ça ne marche absolument pas, d'un nombre d'ordres de grandeur assez vertigineux...

    Le mot "mystérieux" est peut-être fort, mais ce ne serait pas très honnête de dire qu'on a compris la nature de l'énergie noire (si une telle chose existe)...

  15. #12
    Dr.Dep

    Re : rayonnement de fond

    Je suis d'accord que c'est optimiste (quels théories modernes ne le sont pas ?)... mais l'espoir fait vivre
    Par contre, j'aimerais bien savoir un peu plus de votre argument sur la théorie des champs... Si c'est ce chiffre 10exposant114 joules par mètre cube dont vous parlez, j'ai récemment lu que la densité d'energie du vide (plus agréable à travailler que la quantité d'energie) avait été estimée à 2/3 de la densité d'énergie totale de l'univers et qu'elle jouerait un rôle dans le méchanisme de l'inflation (brisure de symétrie du champ "inflaton" qui serait le passage d'un "faux vide" à "un vrai vide", encore hypothétique).. qu'en pensez vous ?

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  17. #13
    deep_turtle

    Re : rayonnement de fond

    Oui, justement, la contribution "prédite" par la théorie des champs est pe beaucoup d'oredres de grandeur supérieure à la composante observée (2/3 de la densité d'énergie totale), si bien que cette explication a encore pas mal de chemin à faire...

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