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L'étonnante découverte de 1965 : comment Arnold Penzias et Robert Wilson ont changé la cosmologie
En 1965, alors qu'ils menaient des recherches en radioastronomie aux laboratoires Bell aux États-Unis, Arnold Penzias et Robert Wilson ont accidentellement découvert un faible rayonnement de fond micro-ondes. Cette découverte a non seulement bouleversé la compréhension scientifique de l'époque, mais fournit également des preuves cruciales. notre compréhension de l'origine de l'univers. Le rayonnement de fond cosmique micro-onde (CMB) qu’ils ont découvert est considéré comme un solide soutien à la théorie du Big Bang et fournit des indices clés sur l’évolution de l’univers.
"Nous avons essayé d'expliquer ce phénomène, mais nous n'avons jamais réussi à trouver une raison raisonnable."
Les recherches originales ont débuté dans les années 1940, lorsque des scientifiques comme Hosier ont développé plusieurs théories pour expliquer l'origine de l'univers et son processus de refroidissement. Cependant, c'est après les découvertes de Penzias et Wilson que ces théories ont été établies et étayées empiriquement. L’uniformité de ces rayonnements de fond micro-ondes a établi l’hypothèse d’une expansion et d’un refroidissement de l’univers, et a également guidé de nombreuses études et explorations ultérieures.
Les mesures et analyses du rayonnement de fond cosmique micro-onde révèlent de nombreux détails de notre modèle actuel de l'univers. Selon la théorie du Big Bang, l’univers était rempli de plasma chaud à haute densité énergétique dès ses premières secondes. Au cours des centaines de milliers d’années suivantes, à mesure que l’univers s’agrandissait, ces particules se sont refroidies, formant des atomes d’hydrogène neutres et ne diffusant plus la lumière, permettant ainsi aux photons de passer librement. Ce processus est appelé « période de réorganisation ».
"Les photons libérés pendant la période de recombinaison changent d'énergie à mesure que l'univers se dilate. Ce phénomène forme le fond micro-onde cosmique que nous détectons aujourd'hui."
Des instruments d'observation ultérieurs, notamment COBE, WMAP et Planck, ont analysé plus en détail les caractéristiques de ces rayonnements de fond micro-ondes et ont révélé une variabilité de température dans différentes directions. Cette variabilité montre non seulement le processus complexe d'interaction entre la matière et les photons dans l'univers primitif, mais reflète également la structure globale de l'univers et son histoire évolutive.
Il est important de noter que les différents sommets du CMB fournissent des informations clés sur les débuts de l'univers. Le premier pic souligne la courbure globale de l’univers, tandis que les deuxième et troisième pics révèlent la densité de la matière normale et noire. Dans ces études, il est difficile d’extraire avec précision les données CMB, notamment les interférences provenant d’éléments de premier plan tels que les amas de galaxies.
« Même avec des variations extrêmement faibles, nous sommes toujours capables de mesurer plusieurs propriétés de l'univers avec une grande précision. »
Depuis les années 1960, avec les progrès continus de la théorie, le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes est considéré comme la meilleure preuve pour comprendre l'univers. Les différents signaux de polarisation dans ce fond et les petits changements dans leur spectre révéleront davantage les secrets de l'univers primitif. À mesure que les nouvelles technologies se développent, les scientifiques espèrent obtenir dans les décennies à venir des données plus convaincantes qui approfondiront notre compréhension de l’univers primordial et de la formation des structures.
Une revue historique nous permet de comprendre que la découverte inattendue de Penzias et Wilson n'était pas seulement un accident scientifique, mais a révélé l'évolution de l'univers et la clé de l'exploration future. Alors, comment devrions-nous aborder l'exploration future ? l'origine et l'évolution de l'univers ?
