Rayon fossile

A.1964-2

En 1964, les physiciens américains Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson complètent la construction d’un radiomètre de Dicke dans le but d’étudier les phénomènes radioastronomiques et les communications par satellites. Le , ils démontrent sans ambiguïté l’existence du fonds diffus cosmologique, prévu par la théorie du Big Bang.

En 1964, les physiciens américains Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson complètent la d’un radiomètre de Dicke dans le but d’étudier les phénomènes radioastronomiques et les communications par satellites. Le , ils démontrent sans ambiguïté l’existence du fonds diffus cosmologique, prévu par la théorie du Big Bang. La découverte de Penzias et Wilson, annoncée en 1965, constitue le point culminant de plusieurs années de recherche. Dans l’article, ils expliquent qu’il s’agit d’un « rayonnement électromagnétique diffus isotrope, non polarisé, et sans aucune variation de type saisonnier, en provenance de l’Univers ». Les deux Américains sont récompensés du prix de physique de 1978 pour leur découverte fortuite. Ce bruit de fond électromagnétique, presque isotrope, n’est pas lié à une étoile, une galaxie ou tout autre corps céleste

Image : L’ cornet de Holmdel qui a permis à Penzias et Wilson la découverte du CMB. Les signaux électromagnétiques entrent à la droite, sont concentrés par l’« entonnoir » tout en étant dirigés vers les instruments dans le petit bâtiment à la gauche.

Carte complète du CMB, selon une projection de Mollweide, méthode qui déroule une sphère sur un plan tout en conservant les surfaces, ce qui « permet de comparer en un coup d’œil les zones chaudes et les zones froides du ciel ». Cette carte les fluctuations ou anisotropies de températures de l’Univers primordial. « Les régions bleues sont les plus froides, alors que les rouges sont les plus chaudes. La différence maximale de température est de l’ordre de 0,000 1 degré Celsius. » Ces « légères fluctuations [seraient] le reflet de la première variation de densité à l’origine des galaxies » et des amas de galaxies. Photomontage de clichés pris par Planck, satellite de la ESA, pendant neuf ans.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Fond_diffus_cosmologique

 

Au cours de l’année 1964, deux astronomes américains, Arno Penzias et Robert Wilson, travaillent sur l’antenne cornet d’Holmdel pour les laboratoires Bell. L’objectif de cet antenne construite en 1959 était de détecter l’écho radar de satellites en forme de ballon agissant comme réflecteur. Les deux physiciens devaient cependant s’en servir pour observer la voie lactée à des longueurs d’ondes aux alentours de 7 cm.
Une des difficultés de cette taĉhe est que le faible niveau du signal requiert l’élimination de nombreuses sources de bruit, et notamment du bruit d’origine thermique, par exemple en refroidissant certains instruments jusqu’à 4 K (hélium liquide). Malgré toutes ces précautions, les deux phyisiciens observèrent en mesurant le signal à une longueur d’onde de 7,35cm (4080 MHz) un bruit irréductible équivalent à une température d’environ 3,5 ±± 1 K, indépendant des saisons, dépendant faiblement de la direction, ce qui semblait écarter une origine galactique

Parallèlement, Dicke, Peebles, Roll et Wilkinson réétablissent indépendamment l’existence d’un fond de rayonnement photonique dans l’hypothèse d’un Univers né d’un Big Bang chaud. Ils entreprennent même de construire un instrument pour mesurer cet hypothétique rayonnement. Penzias finit par avoir vent de leurs recherches, et décide donc de contacter Dicke par téléphone pour lui exposer leur problème. Celui-ci comprend que le bruit observé par Penzias et Wilson doit être ce fameux rayonnement qu’ils cherchaient à mesurer. En 1965, les deux groupes publient simultanément un papier tenant compte de leurs résultats (A. A. Penzias, R. W. Wilson  1965) (R. H. Dicke, P. J. E. Peebles et al.  1965) , marquant la découverte du fond diffus cosmologique ou CMB (pour Cosmic Microwave Background).

https://cosmology.education/decouverte-fond-diffus-cosmologique/#!

http://archivesgamma.fr/2022/03/22/rayonnement-fossile