Cet \u00e9t\u00e9, le CNRC repoussera les limites. La science la plus fascinante se trouve aux extr\u00eames.<\/strong><\/p>\n<\/aside>\n\u00c0 premi\u00e8re vue, la bo\u00eete n\u2019a rien de sp\u00e9cial. Il est fait de m\u00e9tal gris, brillant et comporte de fins fils qui en sortent. Mais avec cette petite bo\u00eete, faisant partie d’un nouveau d\u00e9tecteur spatial, les astronomes veulent apprendre quelque chose sur l’origine du cosmos tout entier. Ils sont \u00e0 la recherche de la fronti\u00e8re la plus \u00e9loign\u00e9e, des signaux les plus anciens.<\/p>\n
Les astronomes savent que l\u2019univers est n\u00e9 du Big Bang. Mais personne ne sait exactement ce qui s’est pass\u00e9. Nous n\u2019avons pas encore pu regarder aussi loin en arri\u00e8re.<\/p>\n
La limite actuelle de la perception est limit\u00e9e par la lumi\u00e8re. Parce que la lumi\u00e8re a besoin de temps pour voyager, plus les astronomes regardent profond\u00e9ment l\u2019univers avec leurs t\u00e9lescopes, plus ils regardent loin dans le temps. Seulement, le jeune univers \u00e9tait rempli d\u2019une soupe opaque de plasma chauff\u00e9 au rouge \u00e0 haute pression dans laquelle la lumi\u00e8re ne pouvait pas se d\u00e9placer librement. Ce n\u2019est que 380 000 ans environ apr\u00e8s le Big Bang que l\u2019univers s\u2019est suffisamment refroidi pour devenir transparent \u00e0 la lumi\u00e8re. Les astronomes appellent cette lumi\u00e8re le rayonnement de fond cosmique. Il n\u2019est pas possible de regarder plus loin que cela. Du moins, pas avec la lumi\u00e8re.<\/p>\n
Albert Einstein<\/h2>\n Mais dix milliards de milliards de milliards de milliards de secondes apr\u00e8s le Big Bang, on pense que de minuscules ondes gravitationnelles ont \u00e9t\u00e9 envoy\u00e9es dans l’espace – des ondulations qui compriment le tissu de l’espace et du temps, allongeant et raccourcissant les distances entre tous les corps c\u00e9lestes travers\u00e9s. Quelque quatorze milliards d’ann\u00e9es plus tard, les astronomes tentent de capturer dans l’espace avec le plus grand d\u00e9tecteur spatial jamais construit : l’antenne spatiale \u00e0 interf\u00e9rom\u00e8tre laser (LISA) de l’ESA, dont les pi\u00e8ces sont ing\u00e9nieusement d\u00e9velopp\u00e9es \u00e0 Leiden, se trouvent ici \u00e0 l’Institut n\u00e9erlandais de recherche spatiale (SRON). ). Si LISA r\u00e9ussit \u00e0 capturer ces ondes de dix milliards de milliards de billioni\u00e8mes de seconde apr\u00e8s le Big Bang, les astronomes pourront remonter plus loin dans le temps que jamais auparavant. Comment?<\/p>\n
Les ondes gravitationnelles sont cr\u00e9\u00e9es lors d’\u00e9v\u00e9nements violents tels que la collision de trous noirs, et probablement aussi dans la p\u00e9riode violente qui suit imm\u00e9diatement le big bang. En calculant les conditions dans lesquelles l’onde gravitationnelle est n\u00e9e, les astronomes peuvent \u00e9tudier l’univers d’une mani\u00e8re diff\u00e9rente qu’avec des t\u00e9lescopes qui collectent la lumi\u00e8re.<\/p>\n
Les d\u00e9tecteurs sur Terre mesurent d\u00e9j\u00e0 les ondes gravitationnelles qui ont \u00e9t\u00e9 envoy\u00e9es bien plus tard que le Big Bang. C\u2019\u00e9tait la premi\u00e8re fois fin 2015, cent ans apr\u00e8s qu\u2019Albert Einstein avait pr\u00e9dit leur existence. Ensuite, les d\u00e9tecteurs am\u00e9ricains LIGO ont mesur\u00e9 une onde gravitationnelle \u00e9mise lors de la collision de deux trous noirs il y a plus d\u2019un milliard d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n<\/p>\n\t\tLisez une interview avec l\u2019un des d\u00e9couvreurs des ondes gravitationnelles\u00a0: Barry Barish, laur\u00e9at du prix Nobel, a d\u00e9couvert des impacts de balle dans son d\u00e9tecteur de gravit\u00e9<\/strong>L\u2019id\u00e9e selon laquelle des ondes gravitationnelles ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 \u00e9mises peu apr\u00e8s le big bang, alors que l\u2019univers \u00e9tait encore petit et qu\u2019il n\u2019y avait ni \u00e9toiles ni plan\u00e8tes, d\u00e9coule de diverses th\u00e9ories physiques. Par exemple, selon les physiciens, l\u2019univers a connu une pouss\u00e9e de croissance courte mais absurdement rapide juste apr\u00e8s le big bang. En moins d’une seconde, l’univers a alors eu 10 ans60<\/sup> fois (soixante z\u00e9ros) plus grand. Cette soi-disant p\u00e9riode d’inflation a \u00e9t\u00e9 si intense que l’espace-temps a vibr\u00e9, entra\u00eenant des ondes gravitationnelles primordiales, qui entourent encore la terre de tous les coins aujourd’hui.<\/p>\nEn plus de l\u2019inflation, il existe une autre th\u00e9orie dont il r\u00e9sulte que des ondes gravitationnelles ont \u00e9t\u00e9 \u00e9mises dans l\u2019univers primitif : lorsque de minuscules trous noirs sont soudainement apparus dans le tr\u00e8s jeune univers. Le plasma, la soupe primordiale, n\u2019\u00e9tait pas r\u00e9parti uniform\u00e9ment partout. Certaines zones o\u00f9 la masse de la soupe primordiale coll\u00e9e ensemble se sont effondr\u00e9es. Les trous noirs qui auraient pu s\u2019y former ont \u00e9galement provoqu\u00e9 des ondes gravitationnelles.<\/p>\n
\nNous ne pouvons probablement pas capter ces ondes gravitationnelles qui sont presque aussi anciennes que l’univers lui-m\u00eame avec des d\u00e9tecteurs sur Terre.<\/p>\n
Gijs Nelemans astronome<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nIl y a un probl\u00e8me, d\u00e9clare via Zoom l’astronome Gijs Nelemans de l’universit\u00e9 Radboud de Nim\u00e8gue. Nelemans est l’un des dirigeants du consortium n\u00e9erlandais LISA. “Ces ondes gravitationnelles qui sont presque aussi anciennes que l’univers lui-m\u00eame ne sont probablement pas possibles avec des d\u00e9tecteurs sur Terre.” C’est possible avec des mesures dans l’espace, explique-t-il.<\/p>\n
Nelemans : \u00ab Cela est d\u00fb aux diff\u00e9rentes fr\u00e9quences des ondes. Les ondes gravitationnelles que LIGO re\u00e7oit, par exemple, ont une fr\u00e9quence \u00e9lev\u00e9e, comprise entre 10 et 1\u00a0000 hertz (Hz). C’est-\u00e0-dire que les pics de l’onde se succ\u00e8dent rapidement, avec 10 \u00e0 1 000 oscillations par seconde. “Mais les ondes gravitationnelles primordiales, lorsqu’elles arrivent sur Terre apr\u00e8s leur voyage de 14 milliards d’ann\u00e9es, sont compl\u00e8tement \u00e9tir\u00e9es par l’expansion de l’univers.” \u00c0 mesure que l\u2019univers s\u2019\u00e9tend, les espaces entre les pics des vagues deviennent de plus en plus longs ; la fr\u00e9quence devient plus petite. Les vagues primordiales peuvent s\u2019\u00e9tendre sur des millions de kilom\u00e8tres. “Nous ne savons pas exactement quelle est la taille de ces ondes, mais plusieurs th\u00e9ories pr\u00e9disent des longueurs d’onde dans la gamme LISA, qui s’int\u00e9ressera aux ondes longues.”<\/p>\n
Un gigantesque d\u00e9tecteur est n\u00e9cessaire pour capturer les ondes longues. C’est pourquoi LISA part dans l’espace : en orbite autour du soleil \u00e0 cinquante millions de kilom\u00e8tres de la terre. LISA est constitu\u00e9e de trois satellites identiques, chacun formant une pointe d’un triangle. Les satellites seront distants de deux millions et demi de kilom\u00e8tres. Ils envoient des faisceaux laser entre eux et lorsqu\u2019une onde gravitationnelle passe, ces faisceaux sont l\u00e9g\u00e8rement \u00e9tir\u00e9s ou compress\u00e9s.<\/p>\n
\nCes ondes viennent de toutes les directions. Comme une sorte de buzz<\/p>\n
Gijs Nelemans astronome<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nCes changements dans la longueur des bras seront minuscules, car les ondes gravitationnelles de l\u2019univers naissant sont extr\u00eamement faibles. LISA doit \u00eatre capable de d\u00e9tecter un changement inf\u00e9rieur \u00e0 la largeur d\u2019un dixi\u00e8me d\u2019atome dans un bras laser long de 2,5 millions de kilom\u00e8tres.<\/p>\n
L’ultra-sensibilit\u00e9 n\u00e9cessaire rend la construction de LISA difficile. Tout doit rester extr\u00eamement immobile dans l’espace pour garantir que les bras laser ne se d\u00e9placent que par gravit\u00e9 et rien d’autre. Par exemple, les petits propulseurs doivent fournir une contre-pression tr\u00e8s pr\u00e9cise contre la pression des particules charg\u00e9es du soleil poussant contre les satellites et contre les mouvements provoqu\u00e9s par les satellites eux-m\u00eames.<\/p>\n
La bo\u00eete m\u00e9tallique de SRON est ici importante. Dans le laboratoire de Leyde, le jeune ing\u00e9nieur Ren\u00e9 Wanders ouvre la porte d’une sorte de grand four, la chambre climatique. La bo\u00eete de 6 x 6 x 3 centim\u00e8tres est un prototype du composant LISA qui doit lire les changements de longueur des bras laser : le r\u00e9cepteur photo quadrant<\/em> (QPR). “Ici, nous testons le fonctionnement de la bo\u00eete entre les temp\u00e9ratures les plus basses et les plus \u00e9lev\u00e9es auxquelles les composants sont expos\u00e9s pendant le lancement et apr\u00e8s\u00a0: entre environ z\u00e9ro et 40\u00a0degr\u00e9s Celsius.” La bo\u00eete est compos\u00e9e d’un morceau d’aluminium et d’un morceau de titane, une combinaison qui se dilate peu lorsqu’elle est chauff\u00e9e.<\/p>\n\u00ab Ce que LISA captera sera une sorte de bruit de fond qui fera constamment bouger un peu les bras laser \u00bb, explique Nelemans. \u00ab Les vagues sont originaires d\u2019un petit univers qui s\u2019est ensuite \u00e9tendu. Ces vagues viennent donc de toutes les directions. Comme une sorte de buzz. Vous ne savez pas ce que dit chaque voix, mais vous pouvez d\u00e9duire, par exemple, de toutes ces voix r\u00e9unies si elles proviennent d’enfants ou de personnes \u00e2g\u00e9es.<\/p>\n<\/p>\n\t\tLire aussi : Un bruit d\u2019ondes gravitationnelles bourdonne dans l\u2019univers<\/strong>\nIl y a aussi une limite \u00e0 notre cerveau. Nous n\u2019avons toujours aucune id\u00e9e de ce que nous devrions physiquement imaginer dans la p\u00e9riode qui suivra le Big Bang.<\/p>\n
Vincent Ik\u00e9 professeur d’astronomie th\u00e9orique<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nMais si LISA parvient effectivement \u00e0 absorber le buzz du big bang et \u00e0 \u00e9tendre ainsi la limite d’observation la plus lointaine, cela ne signifie pas pour autant que la d\u00e9couverte \u00e9claire r\u00e9ellement la p\u00e9riode juste apr\u00e8s le big bang. Car non seulement il y a une limite \u00e0 la distance dans laquelle les astronomes peuvent observer, \u00ab il y a aussi une limite \u00e0 notre cerveau \u00bb, explique Vincent Icke. Il est professeur d’astronomie th\u00e9orique \u00e0 l’Universit\u00e9 de Leiden. “Nous n’avons toujours aucune id\u00e9e de ce que nous devrions imaginer physiquement dans la p\u00e9riode qui suivra imm\u00e9diatement le Big Bang, et certainement pas du tout math\u00e9matiquement.”<\/p>\n
Les deux outils physiques qui d\u00e9crivent le monde qui nous entoure, la m\u00e9canique quantique pour les petites particules et la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale pour les grosses, entrent en collision pendant cette p\u00e9riode. \u00ab En th\u00e9orie quantique, le comportement des particules est ind\u00e9termin\u00e9, c\u2019est-\u00e0-dire soumis au hasard. Mais en relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, le comportement de l\u2019espace, du temps et de la mati\u00e8re est strictement fix\u00e9. Personne n\u2019a encore r\u00e9ussi \u00e0 concilier ces qualit\u00e9s oppos\u00e9es. Le conflit est toujours l\u00e0, mais c\u2019est juste apr\u00e8s le Big Bang et \u00e0 proximit\u00e9 de l\u2019horizon des trous noirs qu\u2019il joue le r\u00f4le principal.\u00bb Supposons donc que nous parvenions \u00e0 capturer les ondes gravitationnelles, nous ne savons toujours pas comment les interpr\u00e9ter.<\/p>\n
Tandis que les ing\u00e9nieurs de Leiden, entre autres, d\u00e9veloppent des parties de LISA, les ing\u00e9nieurs du Japon, par exemple, travaillent sur d’autres moyens de d\u00e9placer la limite d’observation la plus \u00e9loign\u00e9e. Ils travaillent sur un satellite, LiteBIRD. Il ne mesurera pas directement les ondes gravitationnelles primordiales, comme le fait LISA. LiteBIRD recherche les \u00ab empreintes \u00bb des ondes gravitationnelles dans le rayonnement de fond cosmique.<\/p>\n
“Parce que les ondes gravitationnelles d\u00e9forment l’espace, la lumi\u00e8re qui traverse l’espace change \u00e9galement”, explique Rien van de Weijgaert, professeur d’astronomie et d’astrophysique \u00e0 l’universit\u00e9 de Groningue. Un rayon de lumi\u00e8re est une onde qui peut onduler dans diff\u00e9rentes directions : horizontale, verticale ou toute autre direction interm\u00e9diaire. La lumi\u00e8re du soleil, par exemple, ondule dans toutes les directions, c’est-\u00e0-dire qu’elle est \u00ab non polaris\u00e9e \u00bb. Mais le rayonnement cosmique du fond micro-onde a \u00e9t\u00e9 pouss\u00e9 dans une certaine direction par les ondes gravitationnelles, ou est \u00ab polaris\u00e9 \u00bb.<\/p>\n
Le lancement de LiteBIRD, en 2028, est pr\u00e9vu neuf ans avant celui de LISA. La seule question est de savoir si le satellite sera suffisamment sensible pour mesurer ces changements.<\/p>\n
Vide et sombre<\/h2>\n Les astronomes et ing\u00e9nieurs du monde entier construisent des d\u00e9tecteurs pour repousser la limite de d\u00e9tection, “mais l’id\u00e9e d’une limite de d\u00e9tection est sournoise et complexe dans un univers en expansion”, souligne Van de Weijgaert. Il existe diff\u00e9rents types d\u2019horizons \u00e9v\u00e9nementiels qui changent constamment. Les ing\u00e9nieurs s’efforcent de repousser les limites \u00ab techniques \u00bb de la d\u00e9tection, mais la zone \u00e0 partir de laquelle nous pouvons capter les signaux, appel\u00e9e horizon des \u00e9v\u00e9nements<\/em>devient de plus en plus petit en raison de l\u2019expansion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e de l\u2019univers.<\/p>\nCela fonctionne comme ceci : \u00ab En raison de l\u2019expansion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e, les galaxies lointaines se s\u00e9parent de plus en plus vite. Nous voyons donc que les corps c\u00e9lestes \u00e9loign\u00e9s de la terre s\u2019\u00e9loignent de nous de plus en plus vite. Lorsque les corps c\u00e9lestes finissent par s\u2019\u00e9loigner de nous \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re, nous ne pouvons plus capter leurs signaux, tant les ondes gravitationnelles que la lumi\u00e8re. Ils se situent alors derri\u00e8re une fronti\u00e8re imaginaire de perception, derri\u00e8re le horizon des \u00e9v\u00e9nements.<\/em> Alors ils seront invisibles pour toujours.<\/p>\nEt parce que l\u2019univers s\u2019\u00e9tend de plus en plus vite, les galaxies qui sont maintenant relativement proches s\u2019\u00e9loigneront un jour aussi de nous trop rapidement pour que nous puissions les observer. Le horizon des \u00e9v\u00e9nements<\/em> devient plus petit.<\/p>\n\u00c0 terme, toutes les galaxies situ\u00e9es en dehors de l’amas de galaxies auquel appartient la Voie Lact\u00e9e (\u00ab notre \u00bb galaxie) tomberont derri\u00e8re l’amas de galaxies. horizon des \u00e9v\u00e9nements<\/em> \u00eatre tir\u00e9. Tout autour est vide et sombre. L\u2019amas de galaxies flotte comme une \u00eele dans ce qui semble \u00eatre une mer noire. L\u2019architecture de l\u2019univers ne peut alors plus \u00eatre \u00e9tudi\u00e9e, m\u00eame si l\u2019on construit des t\u00e9lescopes ou des d\u00e9tecteurs aussi puissants. L\u2019approche de la limite d\u2019observation signifiera un jour la fin de la cosmologie \u00bb, d\u00e9clare Van de Weijgaert. Mais cela prendra des milliards d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n<\/p><\/div>\nttn-fr-33<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Dans un laboratoire d’un b\u00e2timent futuriste de Leiden, un jeune ing\u00e9nieur enfile un bracelet en m\u00e9tal avec un fil noir boucl\u00e9. Il s’agit de prot\u00e9ger une bo\u00eete m\u00e9tallique fragile de 6 sur 6 sur 3 centim\u00e8tres contre les chocs \u00e9lectriques. Soigneusement, il tapote la bo\u00eete. Sur un \u00e9cran \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de lui, des lignes color\u00e9es […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":891693,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[10],"tags":[271,11904,10374,22003,1700,428,7053,309,60],"class_list":["post-891692","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-magazine","tag-apres","tag-bang","tag-big","tag-dannees","tag-juste","tag-milliards","tag-quatorze","tag-retour","tag-sur"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/891692","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=891692"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/891692\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/891693"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=891692"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=891692"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=891692"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}