Satellite Planck : les données héritage confirment un Univers « presque parfait »

Satellite Planck : les données héritage confirment un Univers « presque parfait »

Sur les photos, l'Univers est plat !!!

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Sébastien Gavois

Publié dansSciences et espace

19/07/2018
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Satellite Planck : les données héritage confirment un Univers « presque parfait »

Le satellite Planck (2009-2013) a livré ses premières informations en 2015, accompagnées de mises en garde. Elles sont aujourd'hui quasiment toutes levées avec la publication des « données héritage ». Définitives et plus fiables, elles confirment les premiers résultats. Il reste tout de même un désaccord sur la constante de Hubble.

Après une première « photo » en 2013 de l'Univers tel qu'il était 380 000 années seulement après le Big Bang, le consortium Planck en charge du satellite européen dévoile la version intégrale et surtout définitive des données.

En juillet, précision améliorée et données sur la polarisation

« Avec sa fiabilité accrue et ses données sur la polarisation du rayonnement fossile, la mission Planck corrobore le modèle cosmologique standard avec une précision inégalée sur ces paramètres, même s’il subsiste encore quelques anomalies ». En plus d'une meilleure précision, le point important est l'apport indépendant de la polarisation permettant de « mieux comprendre le fonctionnement de l’univers ».

Sans être une révolution, ces nouvelles informations renforcent la description de l'univers observable communément admise aujourd'hui, « aussi surprenante soit-elle » précise le Cnes. En effet, « 95% de l'univers est constitué de matière et d’énergie noires dont la nature n’est pas connue. Les chercheurs ne les détectent que par son influence gravitationnelle ».

Quatre ans d'observations, cinq ans de plus pour les données complètes

Le satellite Planck de l'Agence spatiale européenne (Esa) a été lancé le 14 mai 2009 à bord d'une fusée Ariane 5 ECA. Il s'est ensuite placé en orbite au point de Lagrange L2, à 1,5 million de kilomètres de la Terre.

Dès le départ, ce satellite était « vraiment conçu pour étudier la naissance de l'Univers » ajoute Ken Ganga, ancien du Caltech et directeur de recherche au CNRS. Sa mission : « cartographier le fond diffus cosmologique, un rayonnement dans le domaine micro-onde, émis 380 000 ans après le Big Bang, alors que l’univers se réduisait à un gaz chaud et quasi homogène ». 

En effet, l'Univers primordial (juste après le Big Bang) était très lumineux. Son éclat s'est évidemment considérablement réduit durant son expansion, mais il est toujours possible d'observer son rayonnement appelé « fond diffus cosmologique ».

Aujourd'hui, les grains de lumière scrutés par Planck sont mille fois moins énergétiques que ceux que nos yeux sont capables de voir. Entre mai 2009 et octobre 2013, c'est justement ce qu'a observé le satellite, sur l'ensemble de l'Univers observable. Il tourne en effet sur lui-même et prend des captures au fur et à mesure, un peu à la manière d'un scanner. 

Planck prend donc la relève des satellites COBE (Cosmic Background Explorer) et WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la Nasa des années 1990/2000, mais avec une précision largement améliorée.

Planck UniversPlanck Univers

La différence de définition entre WMAP et Planck. Crédits : CNRS

À la quête d'infimes variations de température

Le satellite Planck disposait d'un télescope de 1,5 mètre de diamètre, d'un instrument LFI (Low Frequency Instrument) et d'un autre HFI (High Frequency Instrument). Ce dernier est la contribution française à la charge utile. Le HFI intègre des bolomètres (83 à 857 GHz) fonctionnant à une température de 0,1 K seulement (environ - 273°C), avec une sensibilité en température de 5 µK à 100 GHz. De son côté, le LFI est réalisé par les Italiens. Il dispose de 56 récepteurs radio ajustables de 27 à 77 GHz. Il fonctionne à 20 K et propose une sensibilité de 12 µK. 

Le satellite a besoin d'une telle précision car d’infimes variations de température sur le fond diffus cosmologique offrent des renseignents sur le contenu de l'Univers, son taux d’expansion (aussi appelé constante de Hubble) et sur « les propriétés des fluctuations primordiales qui ont donné naissance aux galaxies ». Bref, comprendre la naissance et le fonctionnement de notre Univers.

Des données publiées en 2015 avec « une mise en garde »

En 2013, l'Esa publiait une première image du cosmos vu par les instruments de Planck, puis une première analyse plus poussée des données en 2015 avec des cartes du ciel via les instruments HFI et LFI.

Parmi les données, la température, mais aussi la polarisation du fond diffus cosmologique « qui détermine comment, au niveau microscopique, vibrent les ondes qui composent la lumière ». Cette information est cruciale pour le Cnes, car elle « porte l’empreinte de la dernière interaction entre la lumière et la matière dans l’univers primordial ».

Par contre, en 2015, les données de polarisation n'étaient qu'à un stade « préliminaire » et accompagnées d’une mise en garde, comme l'explique Jan Tauber, Project Scientist de l'ÉSA pour la mission Planck : « Nous estimions que la qualité d’une partie des données polarisées n’était pas suffisante pour une exploitation cosmologique ». Une vérification plus poussée était donc nécessaire avant qu'elles « puissent être exploitées au mieux et avec confiance par l’ensemble des chercheurs ».

Le consortium Planck explique que le signal de la polarisation du rayonnement fossile est 50 à 100 fois plus faible que celui de la température... déjà difficile à mesurer précisément. De plus, ces données peuvent être polluées par des poussières galactiques.

Les « données héritage » de 2018 lèvent les doutes

Avec la publication de juillet 2018, appelée « données héritage », la plupart des appels à la prudence quant à la qualité des données a disparu : « Les scientifiques sont à présent certains que les données de température et de polarisation recueillies par le satellite Planck sont déterminées avec précision ».

« Maintenant nous sommes vraiment confiants dans le fait que nous pouvons déterminer le modèle cosmologique soit en se basant uniquement sur la température, soit uniquement sur la polarisation, ou sur les deux. Et tout cela est en accord » affirme Jean-Loup Puget, responsable de l'instrument HFI à l’Institut d’astrophysique spatiale d’Orsay.

Planck Univers
Carte du rayonnement fossile en température de 2018. Crédits : ESA - collaboration Planck

Polarisation et température, même combat

Une partie des données de polarisation est redondante avec celles sur la température, permettant d'en vérifier la qualité en confrontant les deux jeux. La polarisation permet également d'obtenir des informations supplémentaires sur notre Univers : « des motifs à grande échelle de la carte de polarisation permettent de mieux déterminer à quelle époque les premières étoiles se sont formées ».

« Exhaustives, définitives et plus fiables, les données publiées le 17 juillet 2018 ont confirmé les premiers résultats, très bien décrits à base de matière ordinaire, de matière noire froide et d’énergie noire de nature inconnue, avec une phase d’inflation à son tout début » ajoute l'agence spatiale.

Désormais, ce modèle cosmologique peut se déduire en utilisant soit les données de température, soit celles de polarisation et, cerise sur le gâteau, avec « une précision comparable ».

Planck Univers

Reste toujours le cas de la constante de Hubble

Tout n'est pas parfait pour autant : « quelques anomalies ou imperfections subsistent », en particulier sur le taux d’expansion de l’univers (alias la constante de Hubble). Entre le résultat (issu de mesures indirectes) de la mission Planck et celui du télescope spatial Hubble, la différence est d'environ 7 %. C'est au-delà de l'incertitude des mesures, estimée à 1 ou 2 % par les scientifiques.

Problème, deux méthodes distinctes pour déterminer un même résultat doivent être compatibles entre elles : « Le désaccord signifie soit que les incertitudes entachant au moins l’une des deux estimations sont sous-évaluées, soit que le modèle d’Univers que nous utilisons pour interpréter les mesures est marginalement inexact. Or, malgré des années d’effort, aucune source d’incertitude significative supplémentaire n’a pu être trouvée ».

Pour Marco Bersanelli, co-responsable de l'instrument LFI, « il n’existe pas d’explication astrophysique unique qui puisse expliquer ce désaccord ». « C’est peut-être le signe d’une physique nouvelle à découvrir » ajoute-t-il. Attention, il ne s'agit pas de remettre en cause le modèle cosmologique standard d'un bloc, ce dernier épousant si parfaitement les observations sur tant de points.

Planck Univers
Crédits : ESA collaboration Planck

Il s'agit plutôt de soulever l'hypothèse de particules ou forces encore inconnues influençant sur les résultats. Selon François Bouchet, co-responsable de HFI, il est en effet « très difficile d’altérer le modèle standard en y ajoutant de la physique nouvelle, tout en maintenant la description ultra-précise de tout le reste que le modèle décrit si bien ».

« Nous ne savons pas quelle est cette physique nouvelle, mais nous savons déjà en partie ce qu’elle ne peut pas être » affirme l'institut Planck. Pour le responsable de mission Jan Tauber, « il faut raison garder en ce qui concerne la découverte potentielle d’une physique nouvelle : il se pourrait très bien que cette différence relativement faible s’explique par l’effet combiné de petites imprécisions dans les mesures et d’un effet local. Mais il faut continuer à améliorer nos mesures et imaginer de meilleures façons de l’expliquer »

Dans tous les cas, la question reste ouverte et de nombreux télescopes vont maintenant tenter d’avoir le fin mot de l’histoire.

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Écrit par Sébastien Gavois

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Sommaire de l'article

Introduction

En juillet, précision améliorée et données sur la polarisation

Quatre ans d'observations, cinq ans de plus pour les données complètes

À la quête d'infimes variations de température

Des données publiées en 2015 avec « une mise en garde »

Les « données héritage » de 2018 lèvent les doutes

Polarisation et température, même combat

Reste toujours le cas de la constante de Hubble

Carte graphique AMD GeForce

Cartes graphiques : 30 ans d’évolution des GPU

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next n'a pas de brief le week-end

Le Brief ne travaille pas le week-end.
C'est dur, mais c'est comme ça.
Allez donc dans une forêt lointaine,
Éloignez-vous de ce clavier pour une fois !

Commentaires (34)


Paratyphi
Le 19/07/2018 à 13h06

Presque parfait… Faut pas les écouter Univers, tu es parfait!


tifounon
Le 19/07/2018 à 13h08

Bien que je classe cela dans de la recherche fondamentale (avec des échéances à trèèèèèèss long terme), je me poserai toujours la question des applications de ces recherches sur nos sociétés humaines en terme de technologies ou d’application “industrielle”.


Jonathan Livingston Abonné
Le 19/07/2018 à 13h14

La maîtrise de cette “énergie noire” ?


eglyn Abonné
Le 19/07/2018 à 13h20

Ah ! Encore un peu de science dans cet océan de droit ! Merci pour l’article <img data-src=" />


Ricard
Le 19/07/2018 à 13h31

Encore une fake news pour nous faire croire que la terre est ronde et non plate… <img data-src=" />


Paratyphi
Le 19/07/2018 à 13h34

Peut-être aucune, la recherche n’a pas forcément pour but de déboucher sur quelque chose d’utilisable. Mais les connaissances acquises aujourd’hui, produiront peut-être quelque chose un jour.


Nozalys Abonné
Le 19/07/2018 à 13h36






eglyn a écrit :

Ah ! Encore un peu de science dans cet océan de droit ! Merci pour l’article <img data-src=" />


<img data-src=" />



Jarodd Abonné
Le 19/07/2018 à 14h19

Euh… 42 ? <img data-src=" />


Arnaud3013 Abonné
Le 19/07/2018 à 14h22

<img data-src=" />


Tirnon Abonné
Le 19/07/2018 à 14h28

Il y une parti de recherche concrète pour développer les instruments de mesures ultra précis qui sont nécessaires à ce genre de recherche fondamentale.


LostSoul
Le 19/07/2018 à 14h35

Est-ce qu’on n’a pas remis l’hypothèse de la matière / énergie noire en question récemment, justement?


kestufou Abonné
Le 19/07/2018 à 14h41

Pas de remise en question, ils ont bien gagné la coupe du monde !
<img data-src=" />


LostSoul
Le 19/07/2018 à 14h47

Qui ça ?


Anonyme_f7d8f7f164fgnbw67p
Le 19/07/2018 à 14h54






LostSoul a écrit :

Qui ça ?


La matière et l’énergie noires, je pense



boogieplayer
Le 19/07/2018 à 15h15

L’univers n’est pas plat, c’est une brique de lait. La vidéo le prouve.


Khalev
Le 19/07/2018 à 15h30

Valider que nos modèles de physique ne sont pas déconnant c’est un bon début. Quand tu vois comment on pousse nos modèles dans leurs limites pour les centrales nucléaires, LHC, réacteur à fusion par exemple, c’est rassurant de savoir qu’a priori on sait ce qu’on fait.


Poppu78
Le 19/07/2018 à 15h52

Dees modèles alternatifs (théorie MOND, théorie tenseur-scalaire) sont régulièrement proposés ou affinés. Mais :




  • de la meme façon que la théorie de la matière noire ne résoud pas tout, elles aussi présentent des petites différences avec la réalité.

  • “Matière noire”, “énergie noire”, au niveau médiatque c’est hyper vendeur par rapport à “Modification de la 2nde loi de Newton pour les accelerations extrêmement faibles”.

    Du coup pour l’instant la matière / énergie noire reste l’hypothèse dominante.


hansi Abonné
Le 19/07/2018 à 16h50

Je ne comprends pas cette volonté en France de nous parler de matière noire, alors que même les anglo-saxons utilisent le terme de dark matter (matière sombre). Cela étant, avec la découverte du great repeller, il est clair que les astrophysiciens ont du pain sur la planche. Avec son modèle Janus, Jean-Pierre Petit avance une théorie assez osée, qui n’est sûrement pas parfaite, mais qui a déjà le mérite de coller à certaines observations, en revoyant complètement notre concept de masse et d’énergie. Je ne dis pas que JPP a raison ou tort, mais que ceux qui le dénigrent gratuitement depuis des années perdent l’occasion de s’inspirer de certaines idées intéressantes. Le concept de masse négative et d’énergie négative me fait d’ailleurs furieusement penser à la découverte des nombres complexes, qui ne sont pas une extension de l’algèbre des nombres réels, mais bien l’algèbre tout court, dont nous n’avions pas conscience avant sa découverte. C’est là tout le problème : nous arrivons à une physique “invisible”, dans l’infiniment petit et l’infiniment grand, qui remet en cause nos concepts de la réalité. Et toute la nullité de certains physiciens actuels, malheureusement très médiatisés, c’est qu’ils refusent désormais tout ce qui n’est pas académique, donc acceptable, parce qu’en bons carriéristes qu’ils sont, ils n’ont plus le courage ni l’intelligence de prendre les arguments d’autrui, et de s’y confronter frontalement. On est très loin de la guerre ouverte Einstein/Bohr qui faisait rage au début du 20è, sur des bases logiques et argumentées au mot près : aujourd’hui, certains refusent le débat avec autrui sur la base du pedigree ou de la réputation de leur adversaire - ce qui dénote tout le courage d’une bonne partie de la génération scientifique actuelle, qui a perdu 95% de son univers, et qui s’invente des théories des cordes improductives pour mieux gratter du papier et se faire mousser.
&nbsp;


Nel
Le 19/07/2018 à 18h01

Aaaah les fameuses boulettes rouges et bleues de David Elbaz qui permettent d’en déduire l’histoire de l’univers. <img data-src=" />
https://youtu.be/HVwXSQHaECA?t=19m12s


seboquoi
Le 19/07/2018 à 20h09

Merci pour le recap


Norde
Le 19/07/2018 à 20h19

Et bien toute recherche appliquée et donc les applications qui en découlent se basent sur la recherche fondamentale (plus précisément la combinaison de plusieurs découvertes).

&nbsp;
On ne peut pas créer / inventer à partir de rien.
En revanche nous sommes très fort pour bidouiller / détourner ce qui existe.
Il faut donc comprendre ce qui nous entoure avant d’envisager d’en faire quelque-chose (industriellement ou non).


Beaucoup de découverte n’ont eu aucune application dans l’immédiat. Mais combinées à d’autres découvertes des années plus tard… paf :P
&nbsp;


Elwyns
Le 19/07/2018 à 23h23

comme les jumelles de controle vitesse et radar automatique grâce aux explorations sur la lune ?


earth01
Le 20/07/2018 à 08h46

En effet, il s’agit des travaux de Gabriel Chardin :

https://www.lesechos.fr/idees-debats/sciences-prospective/0301614512947-lantimat…


Norde
Le 20/07/2018 à 09h28

Non, grâce aux recherches fondamentales sur les propriétés de la lumière et par extension sur les lasers et les matériaux photosensibles <img data-src=" />


S8N Abonné
Le 20/07/2018 à 11h33

“Exhaustives, définitives et plus fiables […] de matière noire froide et d’énergie noire de nature inconnue”Ah bon ?même des personnes pro matière noire commencent à douter.
ça fait combien de temps qu’on cherche les&nbsp;WIMP sans rien trouver pour le moment ?
ou alors je n’ai pas vu l’info passer.

“Attention, il ne s’agit pas de remettre en cause le modèle cosmologique standard d’un bloc, ce dernier épousant si parfaitement les observations sur tant de points.”

cela me fait penser :“On ne peut pas remettre en cause le géocentrisme, ce dernier épousant si parfaitement les observations”C’était vrai à l’époque mais maintenant on sait que c’est faux.

“Nous ne savons pas quelle est cette physique nouvelle, mais nous savons déjà en partie ce qu’elle ne peut pas être”Je me rappelle de la constante cosmologique d’Einstein qui devait être faible alors que maintenant nous sommes à 95% de matière, énergie sombre etc…

on est bien partie je trouve.


wanou Abonné
Le 20/07/2018 à 12h21

Merci pour l’info hansi. Peut-être qu’avec un lien, ton commentaire aurait été plus digeste. En voici un très bien documenté, et très accessible :

https://mobile.agoravox.fr/tribune-libre/article/modele-janus-de-jean-pierre-pet…


Patch Abonné
Le 20/07/2018 à 17h40






Elwyns a écrit :

comme les jumelles de controle vitesse et radar automatique grâce aux explorations sur la lune ?

Le four à micro-ondes grâce aux radars.
Les couvertures de survie, dérivées elles aussi de l’exploration spaciale.



Z-os Abonné
Le 21/07/2018 à 06h58

<img data-src=" /> Pour les lasers ,l’émission stimulée décrite théoriquement par Albert Einstein en 19161 et dont les premières réalisations datent des années 50. Et l’effet photoélectrique dont la bonne explication est donnée par ce même Albert en 1905.


gavroche69 Abonné
Le 21/07/2018 à 07h11






Z-os a écrit :

<img data-src=" /> Pour les lasers ,l’émission stimulée décrite théoriquement par Albert Einstein en 19161 et …

Serait-ce la preuve qu’il voyageait dans le temps voire qu’il était d’origine extra-terrestre ? <img data-src=" />

Un sacré bon dans le futur en tous cas… <img data-src=" />



Z-os Abonné
Le 21/07/2018 à 08h10

Mais tout est relatif mon cher ! Même les calendriers ! :-p

(1916 bien sûr.)


gavroche69 Abonné
Le 21/07/2018 à 08h23






Z-os a écrit :

Mais tout est relatif mon cher ! Même les calendriers ! :-p

(1916 bien sûr.)

Oui j’avais bien compris pour 1916, c’est juste que j’ai trouvé marrant ce bond en avant.

En tous cas je me demande où en sera l’humanité dans 17 000 ans…
Si toutefois elle existe encore sur Terre ou ailleurs…



crocodudule
Le 21/07/2018 à 16h42

C est vraiment captivant!

Est ce que quelqu’un a un lien figurant la prise de vue du satellite sur l univers, j ai du mal a me représenter la partie «scan»


Nozalys Abonné
Le 22/07/2018 à 20h53

-“Vous êtes ici: –&gt; [•] .”
-“Entre vous et les crochets c’est l’univers. En dehors des crochets, il n’y a rien.”
-“dans ce cas, c’est quoi le point ?”
-“quel point ?”


Hugues1337
Le 24/07/2018 à 08h24






tifounon a écrit :

Bien que je classe cela dans de la recherche fondamentale (avec des échéances à trèèèèèèss long terme), je me poserai toujours la question des applications de ces recherches sur nos sociétés humaines en terme de technologies ou d’application “industrielle”.


En te posant la question tu passes totalement à côté de l’intérêt de ce type de recherche.