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 Rayonnement fossile

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chocolatman21
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MessageSujet: Rayonnement fossile   Mar 13 Mar - 16:42

Salut tout le monde. J'aimerais savoir ce qu'est le rayonnement fossile. Je sais que grace à ça, on arrive à voir les premiéres images de l'univers, mais comment?

Et aprés que vous m'ayez expliqué ceci, j'aurais d'autres questions à vous poser sur le rayonnement fossile, mais peut etre qu'en sachant comment il fonctionne je saurais répondre à ma question.

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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Mar 13 Mar - 20:01

C'est tout de même un gros chapitre. Mais si tu ne demande qu'une première approche, cela m'arrange quelque peu.

On sait que l'Univers est en expansion, et que cette expansion s'accompagne d'un refroidissement. Précisément, du refroidissement des photons qui constituent le fond micro-onde cosmologique, qui porte beaucoup de noms, parmi lesquels on retouve rayonnement fossile. La température de la lumière se mesure par sa longueur d'onde, qui diminue quand la température grimpe.

La première assertion signifie aussi que lorsqu'on remonte le temps, ces photons se réchauffent et voient leur longueur d'onde diminuer. On remonte ainsi à quelques fractions de seconde après le "Big Bang" (l'état singulier), quand la matière et l'antimatière entament leur choc des Titans. L'essentiel (999 999 999 milliardièmes !) de la matière alors présente dans l'Univers se volatilise en lumière.

Ces photons se mettent alors à baigner l'espace-temps, et ils subissent son expansion. Une manière simpliste de dire les choses et que lorsque de la lumière se propage dans un espace qui s'étend lui-même, sa longueur d'onde suit le mouvement et grandit elle aussi. Voilà donc pour le refroidissement.

Mais après un bout de temps, il reste bel et bien de la matière dans l'Univers, et cette matière se trouve à l'état de plasma. Ainsi, les protons, les noyaux d'hélium et les électrons portent en leur sein un dur obstacle pour la lumière : leur charge électrique. La lumière est sans cesse absorbée et aussitôt réémise par ces particules chargées, et ne parviennent pas à se propager en ligne droite. L'Univers, à cette époque, est opaque, car la lumière est diffusée dans toutes les direction.

Mais il est important de savoir que si la matière est plasmatique, c'est à cause de la lumière. Tant que les photons qui baignent l'espace appartiennent au domaine des rayons gamma (au moment de leur création), des rayons X, des ultraviolets ou de la lumière visible, ils sont trop puissants pour permettre aux protons et électrons de se réunir, même si les deux s'attirent (de par leur charge électrique encore une fois). De cette manière, si un atome avait le malheur de se former en ce temps là, il était illico dissocié par un photon ultraviolet qui "passait par là par hasard".

Mais la roue tourne. Enfin l'Univers gonfle. La température diminuant, les photons s'affaiblissent, et ils finissent par ne plus être en mesure de s'opposer à l'union des atomes, et se taisent à jamais (ou presque). Ce moment fatidique arrive 379 000 ans après l'état singulier. Les atomes d'hydrogène et d'hélium se formant, la lumière n'est plus confrontée qu'à des objets électriquement neutres sur sa route, qu'elle est en mesure d'ignorer. A ce moment, la lumière et la matière perdent leur relation étroite d'absoprtion-réémission, et on parle justement de "découplage". L'Univers devient un milieu transparent à la lumière, et les photons sont à présent libres de vagabonder comme bon leur semble (de préférence en ligne droite).

Ces photons remplissant l'Univers conservent donc le témoignage de leur libération, c'est-à-dire un enresistrement des conditions qui régnaient à cette époque, et c'est ce témoignage que l'on capte aujourd'hui dans les micro-onde, sous la forme d'un rayonnement fossile.
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chocolatman21
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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Mer 14 Mar - 19:42

Et comment on les reçoits? je pense que j'ai pas tout compris. Je connais le principe que quand on regarde loin, on voit loin dans le passé et moi je pensais que c'est en gros un peu comme ça, mais j'ai pas trop l'impression.

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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Jeu 15 Mar - 19:44

"Voir loin dans l'espace c'est voir loin dans le temps". Cette déclaration est correcte et il n'y a pas matière à la remettre en cause. Mais j'ajouterais pour compléter : "Mais cela dépend de ce que l'on regarde".

Prenons les galaxies ou les quasars. Plus ces objets sont lointains, plus ils sont anciens. L'exemple des quasars est judicieux à prendre, car on constate que tous les quasars sont lointains (il n'y a pas à moins de 2 milliards d'années-lumière). Tous les quasars sont donc des objets anciens dans l'histoire de l'Univers, et il n'en faut pas plus pour conclure que "quasar" n'est qu'une étape dans l'évolution des galaxies, et qu'elles passent à peu près toutes par là durant leur jeunesse.

Seulement, les galaxies ou les quasars sont des petits objets, à l'échelle de l'Univers s'entend, et on peut les considérer comme des sources ponctuelles de lumière. La distance qui nous sépare de ces astres est donc précisément définie, et le fait que la lumière ne voyage pas instantanément fait que voir loin, c'est voir le passé.

Le fond micro-onde cosmologique représente tout le contraire. Ce rayonnement a été émis de partout dans l'Univers, et il baigne l'entièreté de l'espace. C'est donc plus compliqué que le trajet de la lumière entre un point de départ et un point d'arrivée...

Cela explique aussi que l'on capte ce fond micro-onde en continu, en permanence, et que les motifs que l'on y observe soient semblables à eux-mêmes quels que soient l'instant ou l'instrument d'observation.
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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Sam 17 Mar - 19:03

Peut etre veux-tu dire que s'il est émis de partout, c'est peut etre que ce qui est emet le rayonnement fossile n'est plus présent. Je pense à ce que tu m'as expliqué dans ton premier message. Les galaxies s'échapent, mais lorsqu'elles ont émis leur lumiére, elle sont à peu prés au meme endroit. Tu voie, ce que je veux dire?

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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Sam 17 Mar - 21:57

Le rayonnement que nous appelons aujourd'hui fossile a surgi de partout dans l'Univers, parce qu'il a été émis par du plasma en voie de neutralisation qui remplissait à peu près uniformément tout l'espace. Mais ce gaz prend désormais la forme d'étoiles dans des galaxies...

Même si les galaxies s'éloignent de nous, la lumière va plus vite que l'expansion de l'espace qui nous sépare de ces galaxies. Donc ce n'est pas une affaire d'expansion, mais d'une source lumineuse qui est tout sauf ponctuelle et bien délimitée. L'expansion n'intervient pour ainsi dire que pour refroidir le rayonnement fossile (qui a déjà traversé quasiment tout le spectre électromagnétique).
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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Mer 28 Mar - 17:04

Si tu le dis. J'ai un peu de mal, je t'avoue, mais je vais le lire et le relire. Mais sinon, tu as pas un bouquin à me conseiller pour me brifier sur ça?

J'ai pris un truc à mon CDI, c'est sur la formatio ndes planétes.

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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Mer 28 Mar - 18:28

Tu devrais trouver pas mal d'informations au sujet de la cosmologie du fond diffus dans "Une brève histoire de l'Univers" de Joseph Silk.

Par contre je suis certain que tu ne trouveras absolument rien de valable dans un document sur la formation des planètes.
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MessageSujet: Re: Rayonnement fossile   Sam 31 Mar - 13:07

Ouais, je sais bien que je vais rien trouver sur le livre que j'ai pris. lol. Mais bon, c'était maniére de le dire. Mais quand j'aurais fini celui-la, peut etre que je vais prendre le tien. J'ai envie aussi de prendre un truc sur la physique pure et dure. Pas seulement de l'astronomie. C'est pas dans ce que je veux faire, mais bon. C'est quand meme bizarre, je veux travailler dans la physique, mais je m'y entends plus en astronomie qu'en physique pure et dure comme je dis.

J'entends par physique pure et dure, la mécanique quantique, la relativité ou mécanique des fluides par exemples.

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