samedi 12 avril 2014

L'Expansion de l'Univers il y a 11 Milliards d'Années

En novembre 2012 (voir là), je vous racontais comment une équipe franco-américaine était parvenue à détecter les oscillations acoustiques baryoniques, grâce à l'utilisation de 50000 quasars lointains. Et ces oscillations acoustiques baryoniques qui se matérialisent par une certaine répartition des galaxies et des masses de gaz dans l'Univers, permettent en outre de déterminer le taux d'expansion de l'Univers à une certaine époque de son évolution.



(Pour une explication claire de ce que sont les oscillations acoustiques baryoniques, je ne peux que vous renvoyer vers cet excellent article).

Un an et demi plus tard, la même équipe poursuit dans sa lancée, toujours avec les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS III), mais cette fois-ci avec trois plus de quasars : 137562 pour être exact. C'est considérable. La technique employée consiste à mesurer comment la lumière de ces quasars est atténuée au cours de son trajet entre son départ et son arrivée dans nos télescopes.  
Principe de la méthode de mesure
employée par BOSS (SDSS III)

C'est en mesurant le spectre des quasars en spectrographie que l'on parvient à voir toute une forêt de raies d'absorption caractéristiques de l'hydrogène intergalactique (les raies Lyman alpha). Cette information permet de déterminer la quantité et la répartition de la matière, de là on en déduit les caractéristiques des oscillations acoustiques baryoniques. Le taux d'expansion est ensuite évalué à partir de la distribution et de la forme de ces oscillations acoustiques baryoniques.

Cela fait environ 5 milliards d'années que l'expansion de l'Univers s'accélère, grâce à (ou à cause de) la mystérieuse énergie noire. Auparavant l'expansion ralentissait. Et c'est justement à une époque où l'expansion ralentissait encore que ces observations s'intéressent. Le taux d'expansion a pu être mesuré à un redshift z de 2,34, soit il y a environ 11 milliards d'années. Timothée Delubac et ses collègues trouvent que ce taux d'expansion valait alors à cette époque 222 km/s/Mpc, ce qui fait en termes plus communs, sachant que 1 Mpc est égal à 31 milliards de milliards de kilomètres, une expansion de 1% tous les 44 millions d'années.
Le taux d'expansion aujourd'hui, bien qu'accélérant, est trois fois plus faible qu'alors, il vaut  actuellement 71 km/s/Mpc.

Le programme du Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III) utilise le télescope de 2.5 m de la Sloan Foundation. 
Cette nouvelle mesure est fondée sur les données du BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) qui est l'un des quatres surveys de SDSS-III. Il met en oeuvre les techniques développées depuis 2005 qu'on appelle les oscillations baryoniques acoustiques (ou BAO), ou comment des toutes petites variations dans la distribution de matière de l'univers très primordial permettent de comprendre la taille de l'Univers à différentes époques de son histoire.

Les mesures de BOSS montrent très clairement que l'expansion ralentissait il y a 11 milliards d'années, du fait de l'attraction mutuelle de toutes les galaxies de l'Univers. Et quand l'Univers s'est étendu, la force répulsive - constante - associée à cette fameuse énergie noire à commencé à dominer sur la force de gravitation, et l'expansion à devenir constante durant un temps très court puis accélérant à jamais... (?)


Source : 
Baryon Acoustic Oscillations in the Ly forest of BOSS DR11 quasars.
T. Delubac et al.
soumis à Astronomy and Astrophysics
http://arxiv.org/pdf/1404.1801v1.pdf

3 commentaires :

Nicolas a dit…

Une fois de plus, l'énergie noire se comporte comme la constante cosmologique d'Einstein non ?

Dr Eric SIMON a dit…

Tout à fait !

Anonyme a dit…

Excellent ! beaucoup de mystères demeurent pour le moment


A+
www.catastrophe.fr