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5 octobre 2011 3 05 /10 /octobre /2011 00:22

source: Pour la Science

 

Le prix Nobel de physique 2011 pour l'accélération de l'expansion cosmique

Les astrophysiciens Saul Perlmutter, Brian Schmidt et Adam Riess ont reçu ce mardi le prix Nobel de physique, pour avoir mis en évidence l'accélération de l'expansion de l'Univers.

Philippe Ribeau-Gésippe

 

 

 

 

Saul Perlmutter (à gauche), né en 1959, travaille au Lawrence Berkeley National Laboratory, aux États-Unis. Brian Schmidt (au centre), né en 1967, est chercheur à l'Université de Weston Creek, en Australie. Adam Riess (à droite), né en 1969, travaille au Space Telescope Science Institute, à Baltimore, aux États-Unis.

 

En 1998, Saul Perlmutter, à la tête du Supernova cosmology Project, ainsi qu'Adam Riess et Brian Schmidt, à la tête de l'équipe High-Z supernovae search, découvraient que l'expansion de l'Univers accélère. Cette découverte fit l'effet d'une bombe en cosmologie. En effet, on pensait qu'en raison de la présence de matière, l'expansion aurait dû ralentir. Pour expliquer cette accélération, les cosmologistes ont été contraints d'introduire une forme d'énergie baignant l'Univers et dont les effets contrecarrent la gravitation : l'énergie sombre. Sa nature est aujourd'hui une queston centrale de la cosmologie.

La découverte de l'accélération de l'expansion cosmique est aujourd'hui récompensée : le prix Nobel de physique a été attribué pour moitié à Saul Perlmutter, l'autre moitié étant partagée par Adam Riess et Brian Schmidt.

L'accélération de l'expansion cosmique a été mise ne évidence par l'étude des supernovae lointaines. Pour évaluer la vitesse d'expansion de l'Univers, les cosmologistes utilisent des explosions d'étoiles particulières, les supernovae de type Ia, qualifiées de « chandelles standards ». On peut en effet connaître facilement leur luminosité intrinsèque, et donc en déduire leur éloignement à partir de la luminosité apparente. On peut par ailleurs mesurer le décalage vers le rouge de ces supernovae, c'est-à-dire l'étirement de la longueur d'onde de la lumière émise durant son trajet, sous l'effet de l'expansion de l'Univers. En comparant ces deux données, on peut mesurer le taux d'expansion au fil du temps.

L'astronome Edwin Hubble avait proposé en 1929 que deux galaxies s'éloignent l'une de l'autre à une vitesse proportionnelle à la distance qui les sépare. La constante de proportionnalité, ou constante de Hubble, est le taux d'expansion. Elle est aujourd'hui évaluée à 73,8 kilomètres par seconde et par mégaparsec.

En 1998, S. Perlmutter, A. Riess et B. Schmidt étudiaient les supernovae de type Ia dans le but de préciser la valeur de la constante de Hubble. Mais leurs résultats ont mis en évidence que les supernovae les plus lointaines sont moins brillantes, c'est-à-dire plus éloignées que le laissait supposer leur décalage vers le rouge. En d'autres termes, le cosmos s'est dilaté plus vite depuis l'époque où ces supernovae ont explosé que si le taux d'expansion avait été constant.

Ce résultat a depuis été confirmé par d'autres mesures, plus précises, ainsi que par des observations indépendantes, par exemple celle du fond de rayonnement cosmologique, dans le domaine des micro-ondes.

L'accélération de l'expansion peut être reproduite dans les modèles cosmologiques par une énergie de densité constante qui représente plus de 70 pour cent du contenu de l'Univers. Sa nature reste à expliquer.

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Published by iflisen - dans Sciences
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