Eposodio 69: Fond Diffus Cosmologique

Transcription de la BD

Panel 1
Alkina: Si l’indice a quelque chose à voir avec le refroidissement de l’Univers, il a surement à voir avec le Rayonnement Cosmique de Fond.

Panel 2
Alkina: Tu vois quelque chose Epo?
Beggrin: Qu’est-ce que c’est?
Alkina: C’est l’univers vu en lumière de très faible longueur d’onde.

Panel 3
EPO: Je détecte un MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) émanant d’une étoile proche.
Beggrin: ¿Es un fenómeno natural?

Panel 4
EPO: Je ne détecte pas un satellite naturel, il doit être artificiel.
Alkina: Ca vaut la peine de vérifier. Allons-y Epo.

Qu’est ce que cela signifie?

Le fond diffus cosmologique ou Rayonnement de fond cosmique – est le rayonnement électromagnétique issu du Big Bang, à un moment où température et densité de la matière étaient beaucoup plus élevées que maintenant. Depuis, l’expansion de l’univers a refroidi le rayonnement à sa température actuelle d’environ 2.7 Kelvin (l’unité SI de température est le Kelvin, le symbole K es utilisé en l’honneur du physicien écossais William Thomson du 19ème siècle, plus généralement connu sou le nom de « Seigneur Kelvin »).

Micro-onde – la bande du spectre électromagnétique avec des longueurs d’onde dans la gamme des millimètres aux centimètres.

MASER – pour Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, est une sorte de laser qui fonctionne aux fréquences des micro-ondes et non pas à celles des ondes optiques de plus hautes énergies.

En langage courant!

Le fond diffus cosmologique est une des plus ferme évidence supportant la théorie du Big Bang. La théorie prédit que notre Univers commença dans un état très chaud et dense, et qu’il s’est agrandi par la suite en devenant plus froid, avec la faible densité que nous observons aujourd’hui. Si vous utilisez des télescopes optiques (ondes visibles) pour regarder les régions de l’espace qui ne contiennent pas d’étoiles ou de galaxies, vous ne voyez que peu de choses. Cependant, si vous regardez ces mêmes régions en utilisant la fréquence micro-onde du spectre électromagnétique, vous voyez une lueur faible. En fait, cette lueur est vue dans toutes les directions (tout comme vous voyez la lueur bleue du ciel dans toutes les directions, un après-midi sans nuages). Le spectre du rayonnement de fond est exactement ce type de rayonnement, appelé le rayonnement de Planck, avec une température de 2.7 Kelvin (2.7K). Que ce rayonnement ait le spectre du rayonnement de Planck avec une température de quelque Kelvin est une prédiction affirmée par la théorie du Big Bang.

Le fond diffuse cosmologique est très froid. Sa température est habituellement indiquée en unités Kelvin (qui ne s’appellent pas des degrés, comme pour les échelles Celsius et Fahrenheit). En unités Kelvin, l’état le plus froid de quelque chose est zéro Kelvin, état dans lequel tout mouvement dans la substance d’un objet aura cessé (pour cette raison, le zéro Kelvin s’appelle parfois zéro absolu). Les effets de la mécanique quantique empêchent tout sujet de se refroidir au zéro absolu, mais c’est toujours un outil conceptuel utile. Ainsi le fond diffuse cosmologique est parmis les choses connues les plus froide. Dans des unités de température plus familières, 2.7K est égal à environ -270 degrés Celsius, ou -454 degrés Fahrenheit. Vous pouvez penser à cette température comme la moyenne de température de l’univers.

Les micro-ondes cosmiques sont semblables (mais pas aussi énergétiques) que celles utilisées dans les fours à micro-ondes de cuisine. Les micro-ondes de ces fours font vibrer les molécules d’eau dans la nourriture pour la réchauffer. D’autres fréquences de rayonnement de micro-onde sont employées pour transmettre l’Internet sans fil, la radio satellite, et même quelques signaux de téléphone portable.

Electromagnatic spectrum with microwave highlighted.

C’est tout?

Cosmic Background Explorer – Page de la mission pour le premier explorateur cosmique du fond diffuse cosmologique, COBE.

The second CMB explorer – Page de la mission pour la sonde Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).

Origin of the MASER – Invention du MASER par le physicien Charles Townes qui a remporté le prix Nobel.