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Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
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Mar 14 Mai 2013 03:55
Message Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Il semble que depuis Mars 2013 au moins, commencent à émaner des résultats des observations de la sonde‑satellite Planck.

Les résultats montrent des surprises, pas explosives, mais peut‑être assez importantes pour quelques personnes.

Reportage de la chaîne d’actualité Euronews, du 21 Mars 2013, en bas de ce message.

Petits rappels


Planck devait prendre des mesures de la température du ciel très‑très lointain, en mesurant le rayonnement thermique (faible) qui nous en parvient. Cette température est très basse, 3 degré Kelvin, soit trois degrés au dessus du zéro absolu, la température la plus froide qu’il puisse exister en physique (3 degrés Kelvin, valent -276°C). C’est froid, mais c’est au dessus du zéro absolu, donc ce n’est pas totalement sans température. Planck devait prendre plusieurs mesures, il en a pris des milliards, pour faire une carte de la température du fond cosmologique et de ses faibles variations de quelques millionièmes de degrés d’un endroit à l’autre. Les résultats sont mis sous forme d’une carte en couleurs. Les couleurs représentant les très faibles variations des températures, qui bien que faibles sont importantes à connaitre, parce qu’elles sont le signe de variations des concentrations de la matière au début de l’histoire de l’Univers. Les zones où la matière était un peu plus concentrée, ont été les germes des amas de galaxies (et à l’intérieur de ceux–ci, les galaxies et à l’intérieur de celles–ci, les étoiles et leurs planètes).

Avant Planck, il y a eu COBE, puis la satellite WMAP, et maintenant, Planck. COBE a fourni une carte précieuse, la première, mais plutôt grossière, même si elle laissait deviner les choses avec ses gros grumeaux. WMAP a donné une véritable carte, plus avec des points que des grumeaux, mais à la résolution inférieure à celle nécessaire pour vérifier quelques théories. Planck devait permettre de réaliser une carte avec beaucoup plus de pixels de résolution. Une merveille que l’on devrait tous/toutes afficher chez soi et l’admirer tous les soirs Grand sourire

Il a fallut 4 ans à Planck pour réaliser cette image du fond cosmologique. Si c’était un appareil photo classique, on pourrait dire que le temps de pose de la photo a été de 4 ans. Une folie inimaginable Hihihi! . Le projet lui aussi a été au long court, il a commencé en 1993, pour une réalisation s’achevant à la date du lancement en orbite en 2009, et enfin les résultats en Mars 2013 (je posterai plus tard une jolie film de 16 minutes, racontant la naissance et la vie de Planck, avant qu’il ne parte pour l’espace).

Il a pris ses mesures des températures, en orbite lointaine, bien plus loin que les satellites classiques. Son orbite avait un rayon de 1.3 millions de kilomètre (les satellites classiques sont à quelques dizaines de kilomètre d’altitude), soit un peu plus de 3 fois la distance de la Terre à la Lune… il était au delà de la Lune ! J’y crois pas . Cette distance, pour ne pas que les rayonnements et les ondes émises de la Terre ou de ses satellites artificielles, n’interfèrent avec les mesures.

Les résultats


Concernant la résolution de la carte du fond cosmologique, c’est un succès. Et ils ont mis le soin qu’il fallait pour ça.

Concernant la lecture de la carte résultante, globalement elle conforte les grandes lignes des théories actuelles, mais il y a des petites surprises, des zones que les détails des théories prédisaient devoir être plus chaudes.

Localement, les températures varient comme prévus par les modèles, et c’est dans l’agencement générale que les modèles se déconnectent de ce qui a été mesuré. Concrètement, certaines zones sont plus froides que prévu. Pas de quoi mettre les modèles en cause, mais assez pour souligner qu’ils sont approximatifs et qu’il y a des choses qui échappent à la compréhension pour le moment.

Ces variations, même si elles amènent à s’interroger, étaient attendues plus ou moins : les astronomes se doutaient bien un peu de ne pas tout savoir !

L’élément de la théorie actuelle a revoir en partie, serait celui de l’étape de l’inflation (à ne pas confondre avec l’expansion, l’inflation étant une période d’expansion bien plus forte au tout début de l’histoire de notre Univers). D’après ce que montre la carte, l’inflation pourrait ne pas avoir les caractéristiques qu’on lui prêtait, et il est même possible que cette période nommé « inflation », n’ait pas eu lieu. Ceci pourrait amener à réviser le big‑bang lui‑même, non‑pas à dire qu’il n’a rien existé de tel, mais dans le sens où il pourrait lui‑même être issue d’autre choses, c’est à dire qu’il y avait peut‑être quelque chose avant le big‑bang (la théorie la plus communément admise, est que le big‑bang était le début et qu’il n’y avait rien avant). Il serait peut‑être possible dans ce cas, de trouver dans la carte, des traces de la période avant le big‑bang.

Disons que la théorie actuelle sur la naissance de notre Univers n’est pas farfelue, correspond quand‑même à la réalité dans les grandes lignes, mais est peut–être encore naïve. Ceci étant pour ce que montre la carte aux grandes échelles, car aux petites échelles par contre, la carte et la théorie s’accordent bien, indiquant que la théorie est suffisamment précise pour l’instant, aux petites échelles.

La cosmologie de notre Univers contemporain, n’est pas remise en cause (seule celle des débuts, l’est… et peut‑être par là, quelques recoins de la physique dans l’avenir).

À côté du principal décrit plus haut, Planck a permis de re‑évaluer la répartition des proportions de type de masses dans l’Univers.

Avant Planck les répartitions mesurées étaient :
  • Énergie sombre : 72.8%
  • Matière sombre : 22.7%
  • Matière baryonique (*) : 4.5%

Après Planck, les répartitions mesurées sont :
  • Énergie sombre : 68.3%
  • Matière sombre : 26.8%
  • Matière baryonique (*) : 4.9%

Source de ces chiffres : De nouvelles cartes de l’univers redéfinissent son âge et sa composition (gurumed.org). 22 Mars 2013.

(*) La matière baryonique, c’est la matière ordinaire, celle avec laquelle on compose tous les jours, celle dont sont faites les choses que l’on peut toucher.

L’âge de notre Univers a lui aussi été re‑évalué : estimé à 13.73 milliards d’années avant Planck, il est maintenant estimé à 13.82 milliards d’années d’après Planck (90 millions d’années plus âgé qu’il ne l’était supposé; pour l’instant).

Le satellite européen Planck remonte jusqu’à la nuit des temps — Euronews



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Mar 14 Mai 2013 04:55
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Le petit film annoncé plus haut.

C’est un trop joli film Adorable , reposant et agréable à regarder, qui raconte la vie et la création de la sonde‑satellite Planck, jusqu’à son lancement dans l’espace en 2009.

Planck de la Terre au ciel — HFI Planck



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Mar 14 Mai 2013 06:03
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Trois images pour montrer les variations de précision des cartes, en passant par les trois sondes successives.

La première image est de COBE. Elle montre trois cartes pour différents rayonnements, de la plus grande longueur d’onde en haut, à la plus petite en bas. Les images pour WMAP et Planck ne montrent que les petites longueurs d’onde.

On voit bien comme les mesures de WMAP ont permis de réaliser une carte bien visiblement plus nette qu’avec COBE (qui était quand–même un événement), et comme Planck permet même encore mieux, même si la différence entre Planck et WMAP semble aux yeux, moins flagrante que entre WMAP et COBE.

L’avant dernier titre de ce message, donne un lien pour obtenir une image haute résolution de la carte établie à partir des relevés de Planck.

Plus bas, est présentée une image plus synthétique, comparant la vue sur une région précise et identique, vue par les trois sondes.

Vous pouvez cliquer sur les images pour les agrandir (surtout la seconde et encore plus la troisième).

La carte du fond cosmologique d’après COBE


Résultats publiés en 1992.

Image

La carte du fond cosmologique d’après WMAP


Résultats publiés en 2003.

Image

Image de la NASA et des équipes de WMAP.

L’image a été compressé pour les besoins du forum. Vous pouvez retrouver une image JPeg de 427KB avec un peu plus de subtilité dans les couleurs, sur cette page : WMap livre les mesures les plus précises du rayonnement fossile (futura-sciences.com). Mars 2008.

La carte du fond cosmologique d’après Planck


Résultats publiés en 2013.

Image

Image de l’ESA et des équipes de Planck.

L’image a été compressé pour les besoins du forum. Vous pouvez retrouver une image PNG de 5MB avec un peu plus de subtilité dans les couleurs, sur cette page : Présentation des premiers résultats cosmologiques de la mission Planck (smsc.cnes.fr). Mars 2013.

Image haute résolution du fond cosmologique d’après Planck



L’image est bien trop grande et volumineuse pour être postée ici. D’ailleurs le lien lui même ne l’affiche même pas directement dans la page, mais propose de la télécharger. L’image haute résolution est au format TIFF (le plus fidèle de tous les formats d’image), fait 22MB, et a une résolution de 4 000 x 2 000 pixels.

Voir : PLANCK CMB (spaceinimages.esa.int)

D’autres images haute‑résolution du fond cosmologique sont disponibles. Voyez le panneau des recherches similaires à droite, au lien ci‑dessus.

Comparaison synthétique des résolutions de COBE, WMAP et Planck



Image

Image : Le satellite Planck dévoile les prémisses de l’Univers (cosmosium.eu). Mars 2013.

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Mar 14 Mai 2013 07:25
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Hibou a écrit : 
Il a pris ses mesures des températures, en orbite lointaine, bien plus loin que les satellites classiques. Son orbite avait un rayon de 1.3 millions de kilomètre (les satellites classiques sont à quelques dizaines de kilomètre d’altitude), soit un peu plus de 3 fois la distance de la Terre à la Lune… il était au delà de la Lune ! J’y crois pas .

Son orbite était même plus surprenante que ça encore; il ne tournait même pas autour de la Terre d’une manière classique non‑plus.

D’autres images du site de l’ESA plus tard. Pour l’instant et pour finir pour aujourd’hui, celle‑ci, qui présente le trajet du satellite Planck, se rendant à son orbite, qui n’est pas du tout classique : il ne tournait pas autour de la terre, ou au moins pas sur une orbite coupant son centre, comme le font la Lune et les satellites artificiels.

Image

Image : spaceinimages.esa.int

La source de l’image dit :
ESA a écrit : 
This artist's concept shows the path of Planck to its operational orbit around the second Lagrangian point in space (L2), 1.5 million kilometres away from Earth.

C’est quoi cette histoire de point Lagrangien ? Et il y en aurait au moins deux ? C’est un point autour duquel on peut orbiter qu’une manière particulière ?

Des questions a élucider, et ce sera sûrement le sujet d’un prochain topic sur LaBulle.

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Mar 14 Mai 2013 15:53
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Une source à ne pas manquer pour des introductions abordables, un site réalisé par les équipes du satellite Planck : public.planck.fr.

Il y a “public” dans l’URL publique, ce qui laisser deviner qu’il y a des parties non‑publiques, mais je crois ça ne sert à rien d’essayer Hihihi (cachotier) . En tous les cas, planck.fr redirige vers public.planck.fr et la porte d’entrée pas publique avec les données ultra‑secrètes est sûrement bien cachée et bien gardée… on ne saurait pas les décrypter de toutes façons.

Juste en marge : je ne sais pas si je me trompe, mais j’ai l’impression que Planck est toujours en fonctionnement et qu’on aurait alors plus tard une seconde moisson de données et des cartes encore plus précises ou d’autres observations ? Je vérifierai plus tard.

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Mer 15 Mai 2013 15:21
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Hibou a écrit : 
D’autres images du site de l’ESA plus tard.

Voilà, je pensais poster des images des choses imprévues dans la carte et qui pourraient leur faire réviser des théories. Apparemment, les théories concernées et peut‑être à réviser, sont seulement sur la période inflationniste (comme déjà expliqué, je crois), et le modèle de l’expansion de l’Univers contemporain n’est pas remis en cause.

Il n’est d’ailleurs même pas sûr que des remises en cause soient nécessaire, parce que les choses imprévues constatées dans les relevés, peuvent autant être dut à une mauvaise interprétation de ces relevés ou à des effets insoupçonnés se produisant dans les appareils de mesure, comme cela a été envisagé avec les résultats de WMAP. Je cite ici un responsable de création de Planck, s’exprimant lors d’une conférence vidéo (voir en bas de page), que je ne résume pas, parce que la conférence est trop longue pour être résumée.

Pour chaque image, je cite l’explication de l’ESA et traduit juste en dessous.

Planck anomalies


Image

ESA a écrit : 
When compared to the best fit of observations to the standard model of cosmology, Planck’s high-precision capabilities reveal that the fluctuations in the cosmic microwave background at large scales are not as strong as expected. The graphic shows a map derived from the difference between the two, which is representative of what the anomalies could look like.

Traduction a écrit : 
Quand on compare les meilleurs observations et le modèle standard de la cosmologie, la précision élevées de Planck, révèle que les fluctuations dans le rayonnement micro‑onde de fond aux grandes échelles, ne sont pas aussi importantes qu’attendu. Le graphique montre une carte calculée à partir de la différence entre les deux, et qui est représentative de ce à quoi pourraient ressembler les anomalies.

En résumé, la carte en bas à droite de l’image, est représentation de la différence entre les fluctuations qui étaient attendues (elles auraient dut être plus fortes) et ce qui a été mesuré.

Planck enhanced anomalies


Image

ESA a écrit : 
Two CMB anomalous features hinted at by Planck’s predecessor, NASA’s WMAP, are confirmed in the new high-precision data. One is an asymmetry in the average temperatures on opposite hemispheres of the sky (indicated by the curved line), with slightly higher average temperatures in the southern ecliptic hemisphere and slightly lower average temperatures in the northern ecliptic hemisphere. This runs counter to the prediction made by the standard model that the Universe should be broadly similar in any direction we look. There is also a cold spot that extends over a patch of sky that is much larger than expected (circled). In this image the anomalous regions have been enhanced with red and blue shading to make them more clearly visible.

Traduction a écrit : 
Deux anomalies du CMB repérées par le prédécesseur de Planck, le WMAP de la NASA, sont confirmées par nouvelles données haute‑précisions. L’une est une asymétrie de la température moyenne dans les hémisphère opposés du ciel (indiqué par la ligne courbe), avec des températures moyennes plutôt plus élevées dans l’hémisphère du sud écliptique, et des températures moyennes plutôt plus basses dans l’hémisphère du sud écliptique. Cela va contre la prédictions faite par le modèle standard qui veut que l’Univers ait l’air approximativement similaire sous toutes les directions. Il se trouve également un point froid s’étendant sur une région du ciel bien plus grande qu’il ne l’était attendu (zone cerclée). Sur cette image, les zones en anomalies a été mises en relief avec des nuances de rouge et bleu, pour les rendre clairement visibles.

Note : CMB = “Cosmic Microwave Background” = « Fond Micro‑onde cosmique ».

Quand ils parlent de l’étonnement de constater un cas contraire à l’hypothèse que l’Univers est homogène sur les grandes échelles et devrait donner à voir environ les mêmes types de paysages quelque soit la direction dans laquelle on regarde (dans les grandes‑échelles, seulement !), on peut aussi repenser à un sujet déjà posté ici, qui parlait de la découverte d’une structure immense, qui contredisait déjà cette hypothèse de l’homogénéité de l’Univers. C’était ici : L’Univers abrite une structure bien plus grande que prévu.

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Mer 15 Mai 2013 16:02
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
(suite du message précédent)

Une pseudo‑anomalie (une anomalie qui n’en est pas une), dut à l’imagination humaine et qui illustre la pertinence qu’il y a s’interroger sur l’interprétation elle‑même, des données.

Cette image est postée dans un message séparé du précédent, parce qu’elle n’est pas issue des relevés de Planck, mais de WMAP. Planck a put régler une bonne fois le statu de cette pseudo‑anomalie, car ses relevés plus précis, ont montré qu’il n’y avait rien de tel.

L’anomalie en question était la présence des initiales de Stephen Hawking, écrites dans le rayonnement du fond cosmologique ! Hahaha!

Image
Image : universetoday.com


La même chose, peut‑être plus visible, dans le moitié basse de cette image :

Image
Image : futura-sciences.com

Ce n’était dut qu’aux hasards des erreurs de mesures et l’imagination humaine (et son adoration d’une personne en particulier) a fini l’œuvre.

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Mer 18 Juin 2014 00:33
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Hibou a écrit : 
Planck anomalies
Planck enhanced anomalies

Je me demande si cette anomalie est liée ou pas avec l’idée du courant noir, une théorie contestée, selon laquelle il existerait un point de l’univers, vers lequel convergerait anormalement un bon nombre de galaxies et d’amas de galaxies. Ce point se ferait remarqué par son allure particulière au milieu du reste de l’Univers, isotrope (ce qui me fait me demander s’il s’agit de la même anomalie).

Pour référence, ci‑dessous, un reportage qui fait mention de ce courant noir, vers la fin. Le reportage ne mentionne les contestations de cette théorie. Ce serait intéressant de savoir si les résultats de la sonde Planck ont des choses à en dire.

Le Big Bang au placard — France 5



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Mer 8 Oct 2014 16:03
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Andreï Linde (cosmologiste d’origine Russe), a dit dans une conférence, que la carte du fond cosmologique réalisée Plank, est une image des fluctuations quantiques de l’univers, un milliardième de milliardième de milliardième de seconde après le Bigbang.

Il me semblait que ça ne descendait pas si tôt. Il faudrait trouver une autre source pour confirmer.

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Mer 8 Oct 2014 16:25
Message Re: Résultats de la sonde Planck : des surprises modérément
Environ 1% de la « neige » que l’on voit (ou voyait) sur les écrans de TV hertziennes, provient du rayonnement cosmologique.

C’est très peu, on ne peut pas dire qu’on voit ce rayonnement dans cette neige, mais c’est une anecdote assez intéressante. Ce chiffre nécessiterait une source, par ailleurs; je l’ai juste entendu dans un reportage.

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