L'origine de l'univers

2008/07/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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(Photo: ESA- Guarniero)

Le but du vaisseau spatial Planck sera de trouver des indices de l'origine de l'univers et d'analyser son évolution depuis lors jusqu'à nos jours. En fait, l'origine de l'univers reste un champ de connaissance encore diffus. Pour y répondre, il analysera les radiations cosmiques de fond sous forme de micro-ondes.

En particulier John C. Mather et George F. Cette mission vise à contribuer à compléter le travail des physiciens Smoot. Ces scientifiques ont reçu le prix Nobel de physique 2006 pour leur travail en radiation cosmique de fond micro-ondes avec le satellite COBE.

Étude de la température

Le rayonnement cosmique de fond micro-onde n'est pas émis par un objet donné, mais est dispersé dans tout l'univers. Le vaisseau spatial Planck a été conçu pour mesurer ce rayonnement et prendre toutes les mesures nécessaires. Le satellite mesurera les changements de température qui se produisent principalement dans le rayonnement cosmique de fond micro-ondes. Et c'est que la température est une variable indispensable pour éclaircir l'origine et l'évolution de l'univers. La compacité de l'univers peut être mesurée en partie par la température et, en fonction de sa compacité, la qualité du cosmos. Et c'est que les galaxies sont nées précisément dans les parties les plus compactes de l'univers.

Essais sur le satellite Planck.

ESA

La température de ce rayonnement cosmique de fond micro-ondes est connue et très froide, d'environ 2,7 K (-270 ºC). Cependant, les experts cherchent à obtenir des données plus précises. Et c'est que cette température n'est pas la même partout dans l'univers, il y a des zones plus chaudes et plus froides. Ces différences de température ne sont pas très élevées, mais elles pourraient être suffisantes, entre autres, pour recevoir des informations sur la formation des galaxies.

En fin de compte, ils veulent obtenir la "photo" du ciel, mais sur cette photo ne vont pas apparaître les planètes et les étoiles, mais seulement les températures. En fait, le refroidissement des instruments de ce vaisseau spatial à des températures autour du zéro absolu permet de mesurer avec une précision énorme les variations de température les plus infimes du rayonnement cosmique de fond micro-onde. La recherche de ce rayonnement cosmique de fond a lieu depuis son origine, depuis l'explosion du Big Bang jusqu'à nos jours.

Le vaisseau spatial Planck, de 1900 kg, a une hauteur et un diamètre approximatifs de 4,2 mètres. Le rayonnement cosmique de fond en micro-ondes sera reçu avec un télescope d'un miroir primaire de 1,5 mètres de longueur. Le rayonnement reçu se concentrera sur deux détecteurs de haute sensibilité: LFI (Low Fréquency Institute) et HFI (High Fréquency Technology).

Le premier utilisera plusieurs récepteurs radio pour amplifier le signal reçu et le convertir en signal électrique. Autrement dit, le récepteur amplifiera le signal reçu du télescope et celui-ci deviendra un signal électrique. Sur les radios conventionnelles, le signal reçu serait envoyé à un haut-parleur. Dans le vaisseau spatial Planck, ce signal sera conduit à un ordinateur pour les mesures ou les révisions.

La seconde convertira le rayonnement en chaleur. Cette chaleur sera ensuite mesurée avec un petit thermomètre électrique. Ces signaux seront fournis par un ordinateur en données de température.

Le satellite Herschel nous révèle l'univers caché.

(Photo: ESA (Image by AOES Medialab))

Les techniciens de l'ESA placeront tous les appareils protégés de l'influence du Soleil et de la Lune pour éviter toute interférence.

La partie cachée de l'univers

Le vaisseau spatial Planck aura comme destination le vaisseau spatial Herschel pendant les deux ou trois premières heures de voyage. Ensuite, Herschel lui-même agira sur son propre. En moins de six mois, le vaisseau spatial Herschel se trouve à 1,5 million de kilomètres de la Terre autour du point Lagrange L2. Le vaisseau spatial a été conçu pour trois ans.

Il aidera à voir l'univers caché jusqu'à présent. Pour cela, le satellite Herschel, de 7,5 mètres de long et 4 mètres de large, de 3,3 tonnes de poids, contemple son télescope vers l'univers en évitant, entre autres, le rayonnement infrarouge émis par la Terre. Il peut causer des interférences dans la collecte de données.

En fait, Herschel travaillera sur une longueur d'onde que l'être humain ne peut pas voir --infrarouge - parce que l'univers émet principalement ce type de rayonnement. En travaillant sur l'infrarouge, que nous dira le vaisseau spatial Herschel ? En d'autres termes, que nous communiquera-t-il ? Il essaiera de démêler la composition de la Voie Lactée, de notre galaxie et d'autres objets du système solaire comme des planètes, des satellites ou des comètes. Il se chargera également de connaître la formation et l'évolution des galaxies et des étoiles.

G. Le Prix Nobel de physique Smoot analyse les miroirs du satellite Planck.

S. Corvaja/ESA

Pour interpréter les informations recueillies par le télescope, le vaisseau spatial se compose de trois outils: PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer), SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) et HIFI (Heterodyne Technology for the Far Infrared). Les caméras PACS et SPIRE et les spectromètres recueilleront des images à six couleurs dans l'infrarouge distant. Le HIFI, quant à lui, est un spectromètre haute résolution qui pourrait être utilisé pour obtenir des informations sur la composition chimique, la cinématique et l'environnement physique des sources infrarouges.

Comme vous pouvez le constater, les deux missions ont pris le nom de deux scientifiques prestigieux, Max Planck et William Herschel. Sans doute, ces scientifiques connaîtront également à l'aise les nouvelles avancées technologiques actuelles, malheureusement ils n'auront pas l'occasion de le faire. Si tout va bien, nous aurons bientôt l'occasion de mieux connaître les indices cachés de l'univers.

Projet COBE

En 1974 est né le projet COBE (Cosmic Background Explorer) aux États-Unis. Il s'agissait d'enquêter sur la création de l'univers à partir d'un vaste espace, sans que l'atmosphère puisse déranger. Selon l'hypothèse la plus acceptée, l'univers a été créé par l'explosion de Big Bang, dont l'empreinte reste dans l'espace. Cette empreinte est un rayonnement de fond qui est actuellement de type micro-ondes. Le COBE est le projet du premier satellite qui a étudié le rayonnement de fond.

Trois images infrarouges du ciel entier.

(Photo: QUAI)

Le spectre du rayonnement de fond a été construit plus tôt. Cependant, l'atmosphère était un obstacle et pour pouvoir recevoir un spectre propre, il fallait éviter l'influence de l'atmosphère terrestre. Il a obtenu une fusée pour lancer le satellite COBE et a été lancé en 1989. À neuf minutes de la mise dans l'espace de la COBE le cherchaient, le spectre du rayonnement de fond. Ce spectre a provoqué une énorme attente, car il était égal à ce qui émet un corps noir et correspond à la théorie du Big Bang.

Après le Big Bang, la température de l'univers a diminué. La longueur d'onde du rayonnement de fond est liée à cette température. Cependant, cette température n'est pas la même partout dans l'univers. Ainsi, ils mesurèrent le rayonnement de fond dans toutes les directions et formèrent une image de l'univers en fonction de la température. Cette étude a également fourni des informations sur la création de galaxies et d'étoiles.