CMB: Une question bête, mais bête...

LnV · 25 juin 2009

Salut,

Vous connaissez le CMB pour Cosmic Microwave Background, en français,'fond diffus cosmologique'. Ce rayonnement de fond, dans le domaine micro-onde - comme l'indique son nom américain - est une trace du Big Bang.

Ma question, qui vaut sans doute son pesant de cacahuètes: comment le détecte-t-on? En effet, devant il y a des étoiles, des galaxies, etc...Tous ces objets n'émettent pas en $mimetex.cgi?\mu$ ondes? En l'admettant, sont-ils pour autant transparents à ces longueurs d'ondes? :?:

Jeff Hawke · 25 juin 2009

Tous ces objets n'émettent pas en $mimetex.cgi?\mu$ ondes? En l'admettant, sont-ils pour autant transparents à ces longueurs d'ondes?

Je ne suis pas certain que ces objets émettent dans toutes les longueurs d'onde, en particulier dans les ondes froides à 3 Kelvin.

Mais quand bien même, il y a une particularité du rayonnement de fond cosmologique, c'est qu'il provient de toutes les directions du ciel, avec une intensité égale... Donc notamment, des trous, nombreux, entre les étoiles et entre les galaxies.

sunfish22 · 25 juin 2009

Bonjour LnV,

Ce que j'avais retenu de diverses conférences sur le sujet, c'est que, au delà de la mesure précise du rayonnement millimétrique, le traitement pour en extraire les très faibles variations était très complexe.

Un article du CEA concernant Planck (Jeff va nous traduire ca en bon francais ! :be: )

http://irfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_technique.php?id_ast=419

Effectivement triviale cette question ! :be:

Jean

LnV · 25 juin 2009

Hummm...

Pas clair tout ça...L'article du CEA 'explique', en supposant bien des acquis chez les lecteurs, le traitement du signal, mais pas comment ce signal est obtenu. Va falloir voir ça de plus près. :refl:

25 juin 2009

Le signal est mesure par des antennes adaptees. Apres il y a un enorme paquet de composantes par dessus. Le dipole due au mouvement de la Terre, une grosse barre le long de la galaxie (voie lactee) les divers effet syunaev Zeldovich des amas de galaxies, sachs wolf, etc, etc ...

C'est une cuisine infame.

Jeff Hawke · 25 juin 2009

C'est une cuisine infame.

Mais Penzas et Wilson, ils ont capté quoi, au juste, de ce rayonnement "brouillé" ?

Snark · 25 juin 2009

Le départ de cette histoire est un bruit de fond, impossible à éliminer en réception radio, découvert par Penzias et Wilson.

Tout le reste est une amélioration des conditions de mesure.

Voir: http://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_of_cosmic_microwave_background_radiation

(pardon Estonius).

25 juin 2009

En fait ils ont capte une emmission qui etait bizarre parce qu'elle provenait de tout le ciel. Ils n'avaient pas les moyens de soustraire les cochonneries qui sont devant pour acceder aux heterogeneites qui sont si cheres au cosmologues (et permettent de placer tant de contraintes sur les parametres cosmo).

Gamov avait deja calcule theoriquement la temperature de ce rayonnement.

LnV · 25 juin 2009

Aha. Donc le problème se résumerait à une question de traitement du signal (retrait de bruit par une mystérieuse méthode des moindres carrés et autres trucs d'électronicien...).

Merci de vos réponses !

25 juin 2009

Pas tout a fait. C'est pas seulement du bruit statistique, mais aussi par mal de phenomenes physiques qui se superposent au signal du CMB. Par exemple la galaxie cache pas mal du CMB. Ca depend egalement a quel echelle tu veux etudier le CMB. Les traitements sont optimises pour certaines echelles, qui peuvent etre assez diverses.

LnV · 25 juin 2009

Vouaille. Alors, prenons le cas d'une galaxie. Elle va nous cacher une large portion de ciel, non?

Et j'en reviens à ma question du début.

26 juin 2009

Pas tant que ca. L'univers est tout de meme assez transparent a ces longueurs d'onde extrement froides. Et y a plus grand chose qui rayonne a 3K ... avec la patate du CMB.

Ce midi a l'IAP (Paris) il y avait une conf de Peebles (un dieu de la cosmo observationnelle). Le bonhomme a 75 ans !! C'etait chouette. Il a pas mal parle de CMB d'ailleurs.

Jeff Hawke · 26 juin 2009

prenons le cas d'une galaxie. Elle va nous cacher une large portion de ciel, non?

En plus d'être transparent, c'est pas très grand une galaxie (vue de loin...)

LnV · 27 juin 2009

Transparent aux $mimetex.cgi?\mu$ ondes?

Et puis tout de même, s'il n'y a pas que le 'fond' de l'Univers, que j'imagine comme le 'fond' d'une sphère, qui rayonne en $mimetex.cgi?\mu$ ondes, c'est bizarre de savoir ce qui estdu CMB et ce qui n'en est pas, non?

Millième message, ouaiiiiis !!!!!

Jeff Hawke · 27 juin 2009

Transparent aux $mimetex.cgi?\mu$ ondes?

A part le noyau, ce n'est pas très dense, une galaxie. :-_-:

ChiCyg · 27 juin 2009

LnV, c'est pas une question bête, la preuve je me la suis posée (je rigole ). La réponse n'est pas simple, mais ne pas se la poser revient à prendre l'interprétation cosmologique comme un dogme. Il y a un papier de Jean-Claude Pecker qui montre que le rayonnement de toutes les étoiles et galaxies proches ou lointaines équivaut à une température de l'ordre de 4K pas très loin des 2.7 K du fond diffus cosmologique ... C'est là, but in english : http://www.ias.ac.in/jaa/mar2006/JAA472.pdf

Autrement, j'avais trouvé une revue complète sur le sujet (aussi des chercheurs francophones, mais en anglais, ...) :

http://fr.arxiv.org/pdf/0708.1429v3

L'introduction est surtout intéressante, elle explique ce qui est recherché, mais aussi toutes les causes qui perturbent les mesures : diffusion des photons, effets gravitationnels, émissions synchrotrons, poussières, galaxies, ... (voir par exemple leur figure 6).

Au paragraphe 4 on réalise que c'est le genre de mesure qui n'est pas immédiate (voir l'exemple de données brutes du ballon Archeops figure 13 ...).

On s'aperçoit aussi que les mesures sont faites avec des a priori : par exemple on suppose que le CMB a le rayonnement d'un corps noir et que, ce qui s'en écarte, doit être attribué à une "pollution". Les petites variations du fond diffus cosmologique mesurées par WMAP sont étalonnées sur le "dipole" du fond diffus cosmologique (c'est à dire la différence de température entre deux directions opposées, voir la figure 2) elle-même mesurée par des instruments à plus grand champ.

Sais pas si ça répond un peu à ta question ?

27 juin 2009

Les calculs de Pecker sont bien sympas mais les contraintes sur les parametres cosmos deduits du CMB (et il y a des tas) sont en accord avec une panoplie non moins nombreuse de tests cosmologiques completements independants. Les tests secondaires comme l'effet SZ sont en accord avec les mesures de masse des amas ... etc ... etc ...

L'origine cosmologique du CMB ne fait plus guere de doute ...

ChiCyg · 27 juin 2009

les contraintes sur les parametres cosmos deduits du CMB (et il y a des tas) sont en accord avec une panoplie non moins nombreuse de tests cosmologiques completements independants.

Tu trouves ? On peut voir les choses avec plus de scepticisme. Les paramètres du modèle cosmologique "de concordance" sont pratiquement tous deduits de la SEULE mesure du fond diffus. C'est quoi les tests independants ?

- la mesure des Supernovae lointaines ? Ca oblige à inventer l'énergie noire ! Pas vraiment une confirmation,

- la formation des galaxies ? Ca marche pas : l'observation les montre formées trop tôt, trop grosse,

- la formation des premières étoiles. ça marche pas, idem trop nombreuses, trop tôt,

L'histoire de l'astronomie devrait nous inciter à plus de doute : chaque fois qu'on semble avoir bien compris un phénomène, de nouvelles observations viennent mettre en doute nos certitudes.

Pecker souligne simplement que le fond diffus de rayonnement des milliards de milliards de galaxies et d'étoiles à toutes les distances et les décalages vers le rouge possibles peuvent, au moins en partie, expliquer ou au moins assez largement "polluer" le fond diffus vraiment cosmologique.

C'est bien l'objet de la discussion comment peut-on être sûr qu'un photon est "cosmologique" ?

28 juin 2009

Les paramètres du modèle cosmologique "de concordance" sont pratiquement tous deduits de la SEULE mesure du fond diffus. C'est quoi les tests independants ?

C'est faux. En l'occurence le CMB (du moins l'analyse du premier pic Doppler) ne dit a peu pres que "l'univers est plat" soit :

OmegaM + Omegalambda = 1.

Dans un plan Omega_M Omega_lambda, la degenerescence des contraintes CMB est tres marquee. Le modele de concordance est le resultat de la concordance (tiens donc) de pas mal d'eperience.

- time delay dans les quasars multiples

- statistiques des arcs gravitationnels

- fonctions de correlation galaxies-galaxies, galaxies-quasars

- mesure de la fonction de masse des amas de galaxies et la variation avec z

- Sn1a

- abondances des elements legers

- cisaillement cosmique

- oscillations de baryons

- profil de masse central des amas de galaxies

etc, etc, etc, ...

Fnnd · 29 juin 2009

C'est faux. [snip]

Inutile de se fatiguer.

De toute façon, c'est bien connu. Il y a des gens qui hantent les forums et qui savent, et il y a les autres. ChiCyg SAIT. Il est même le Seul à Savoir. Bien sûr, il réserve son Savoir aux seuls Initiés, c'est-à-dire ses amis qui le lisent sur les forums de discussion, sans avoir la compétence de le contredire. On pourrait penser que ChiCyg préfère diffuser son savoir dans des revues scientifiques, mais non, il préfère rester sur les forums. Quelle perte pour la Science ! On comprend mieux pourquoi le gouvernement diminue les crédits de la recherche : Chicyg fait tout, mieux, et gratuitement. Facile pour lui !

LnV · 29 juin 2009

Inutile de se fatiguer.

De toute façon, c'est bien connu. Il y a des gens qui hantent les forums et qui savent, et il y a les autres. [etc, etc, ad infinitum]

TROOOOOOOLL ! Merci de ne pas pourrir cette discussion!

ChiCyg et akira>Sinon, merci beaucoup de vos réponses les gars. Pas trop le temps de tout lire, là, mais ça viendra.

koikso · 29 juin 2009

Inutile de se fatiguer.

De toute façon, c'est bien connu. Il y a des gens qui hantent les forums et qui savent, et il y a les autres. ChiCyg SAIT. Il est même le Seul à Savoir. Bien sûr, il réserve son Savoir aux seuls Initiés, c'est-à-dire ses amis qui le lisent sur les forums de discussion, sans avoir la compétence de le contredire. On pourrait penser que ChiCyg préfère diffuser son savoir dans des revues scientifiques, mais non, il préfère rester sur les forums. Quelle perte pour la Science ! On comprend mieux pourquoi le gouvernement diminue les crédits de la recherche : Chicyg fait tout, mieux, et gratuitement. Facile pour lui !

D'où vient cette réflexion? Problème perso? Pour ma part j'adore les discussions entre Akira, ChiCyg, Jeff Hawke, et d'autres (je ne peux tous les citer), je suis souvent largué, mais dans l'ensemble je progresse grâce à eux, ils me mettent sur de nombreuses pistes que j'explore ensuite. Vraiment ce type de message fielleux est inutile.

ChiCyg · 3 juillet 2009

ChiCyg SAIT. Il est même le Seul à Savoir.

Pan sur le bec, moi qui soutiens qu'il ne faut pas se réfugier derrière des certitudes, ni des arguments d'autorité et que c'est une vertu de mettre en doute les certitudes ... Bon, je continue quand même

Quand un photon arrive dans un détecteur, on mesure sa longueur d'onde, sa direction et son instant d'arrivée mais il ne porte pas sur son dos une petite étiquette qui précise qu'il a été émis à telle ou telle date ou qu'il a subi tel ou tel décalage vers le rouge. Et donc on ne peut pas être sûr qu'il ait une origine cosmologique sauf à prouver qu'il n'a pas pu être émis par une autre source.

Pecker et Narlikar, dans le résumé de leur article (que j'ai cité plus haut), écrivent (je traduis) :

En reprenant un calcul fait par Eddington dans les années 1920, et en utilisant les plus récentes et les plus vastes bases de données disponibles d'étoiles et de galaxies, qui comprennent plus de 2 500 000 étoiles et environ 20 000 galaxies, nous avons calculé leur radiation totale reçue sur terre juste au dessus de l'atmosphère. Cette densité radiative, si elle était thermalisée, devrait être équivalente à une température de 4,212 K. La proximité de cette température avec celle du rayonnement de fond microonde (2,723 K) peut être une pure coïncidence ou une clé à quelque aspect encore inconnu de l'univers.

Perso, je trouve intéressant que des gens se posent ce genre de questions, ça ne peut que faire avancer le schmilblick, enfin à mon avis ...

Alain Herbreteau · 14 juillet 2009

Le photon originaire du fond cosmo devrait en toute logique avoir un décalage vers le rouge supérieur à celui de l'objet le plus lointain connu. non?

Jeff Hawke · 15 juillet 2009

Ah ça, c'est sûr qu'il est sacrément décalé...au point d'être du côté micro onde, fort loin du rouge et de l'infra-rouge... :cool:

ChiCyg · 15 juillet 2009

Le photon originaire du fond cosmo devrait en toute logique avoir un décalage vers le rouge supérieur à celui de l'objet le plus lointain connu. non?

Si la théorie actuelle du big bang est correcte, effectivement on ne peut pas recevoir de photon plus loin que ceux du fond cosmologique donc plus décalé vers le rouge.

Le problème, c'est simplement qu'un photon ne nous indique pas son décalage vers le rouge. Quand on capte un photon (par exemple micro-onde) on ne peut connaître que la fréquence à laquelle on l'a reçu et sa direction.

Il peut avoir été émis à cette fréquence (sans décalage) par un objet sans mouvement relatif par rapport à nous, ou à une fréquence plus faible par un objet en mouvement vers nous (genre jet dirigé dans notre direction) ou à une fréquence plus élevée par un objet qui s'éloigne de nous.

danycool · 9 août 2009

Vouaille. Alors, prenons le cas d'une galaxie. Elle va nous cacher une large portion de ciel, non?
Et j'en reviens à ma question du début.

les galaxies sont trés éloignées les unes des autres bien qu'elle mesure des centaines d'années lumiére de diametre.soyez assuré elle ne vous géneront en quoi que ce soit.

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