Megfigyelő kozmológia

A megfigyelési kozmológia az asztrofizika egyik ága, amely megjegyzésekkel tanulmányozza a kozmológiát . Célja a kozmológiai paraméterekhez kapcsolódó fizikai mennyiségek mérése .

Bár nyúlnak vissza, az első megfigyelések a kozmosz , megfigyeléses kozmológia vált egy adott tudományos területen az 1920-as. Fő tárgy elemzése volt a megfigyelési határait a világegyetem , a végtelenül kicsi , hogy a végén a század. " Végtelenül nagy , és ez utóbbi szerkezete és dinamikája.

Az idő múlásával a megfigyelési kozmológia lehetővé tette a legrelevánsabb kozmológiai modellek kiválasztását és finomítását a kozmológia standard modelljének kidolgozása érdekében . Manapság a ΛCDM modell felel meg a legjobban a megfigyelési kozmológia eredményeivel.

Történelem

Bár a kozmoszról mindig is voltak megfigyelések , az "obszervációs kozmológia" kifejezést szisztematikusan az 1920-as évek végén kezdték használni , amikor Edwin Hubble közölte az univerzum méretével, felépítésével és elhelyezkedésével kapcsolatos dinamikájával kapcsolatos megállapításait . Az 1923 és 1934 között végzett Hubble munkája más galaxisok létezésének megerősítésével visszaszorítja az akkor többé-kevésbé galaxisunkra korlátozott kozmosz határait . Az amerikai csillagász megfigyelései a legtöbb galaxis vöröseltolódását is kiemelik , a távolságukkal arányos eltolódást, amely az Univerzum tágulásának felfedezéséhez vezet . Végül a harmincas évek közepén Hubble megmutatja, hogy a galaxisok eloszlása homogén és izotróp , ami a kozmológiai elv egyik első megfigyelési bizonyítékához vezet . A legtöbb kozmológiai modell ekkor a Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) metrikus típusra épül.

A kozmológiai diffúz háttér felfedezése

A megfigyelési kozmológia másik jelentős áttörése harminc évvel később, 1965-ben következik be, miközben Arno Allan Penzias és Robert Woodrow Wilson , a Bell Laboratories tudósai véletlenül felfedezték a CMB-t ( kozmikus mikrohullámú háttér CMB), a mikrohullámú elektromágneses sugárzást a ég. Ezt a sugárzást az 1940-es évek vége óta jósolta az Ősrobbanás- elmélet, és felfedezése meggyőzte a tudományos közösséget e kozmológiai modell elfogadásáról.

A következő évtized során a kutatók először figyelték meg a Szunjajev-Zel'dovics-hatást , amely lehetővé tette a galaxishalmazok jobb detektálását , valamint az elektromos gyengeség egyesítését , amely kísérleti támogatást nyújtott a nagy energiájú erők egyesítésének gondolatához, és hogy az ősrobbanás modelljéhez az Univerzum különböző korszakokon ment keresztül, amelyeket az alapvető kölcsönhatások leválasztása jellemzett .

Az 1980-as évek legelején a galaxisok forgási görbéinek megfigyelése arra késztette a kutatókat, hogy kozmológiai modelleket vegyenek figyelembe a sötét anyaggal . Így létrehozzák különösen a forró sötét anyag ( forró sötét anyag , HDM), a meleg és a hideg ( hideg sötét anyag , CDM) modelleket . 1992-ben a CMB fluktuációinak megfigyelése a COBE részéről a CDM modellek előnyben részesítéséhez vezetett, nem pedig a HDM-hez. Az évtized során számos hideg sötét anyagot érintő modellt vizsgáltak, köztük az SCDM-et , az LCDM-et és az OCDM-et .

Hubble mély mezők

„Véleményem szerint a Hubble mélymezők azok közé a képek közé tartoznak, amelyek eddig a legnagyobb mértékben befolyásolták a megfigyelési kozmológiát. Ezek a lenyűgöző képek a tér és az idő mélységének szívébe sodornak minket. Lehetővé tették a csillagászok számára, hogy lássák a galaxisok kialakulásának első szakaszait, több mint 10 milliárd évvel ezelőtt. Ezek a Hubble űrtávcső egyik legértékesebb öröksége. "

-  Stefano Cristiani  (en) , A Hubble mély mezők

Az Univerzum tágulásának gyorsulásának felfedezése

Az évtized végén a szupernóvákkal végzett kísérletek , amelyeket két nemzetközi csapat, a Supernova Cosmology Project , Saul Perlmutter vezetésével , és a High-Z szupernóvák kereső csapata , Adam Riess vezetésével hajtottak végre , megerősítették, hogy az Univerzum terjeszkedése felgyorsul. . Ez a megfigyelés a ΛCDM kozmológiai modell előnyben részesítéséhez vezet az SCDM- mel szemben . 2003-tól a WMAP megfigyelései , valamint az Univerzum nagy struktúráinak felmérései megállapítják, hogy a ΛCDM modell a legjobb kozmológiai modell.

Kutatási objektumok

A megfigyelési kozmológia fő tárgyai az Univerzum megfigyelési határai , valamint az utóbbi szerkezete és dinamikája. Így a végtelenül kicsi, az elemi részecskék tanulmányozásával a végtelen nagyig terjed , a kozmológiai diffúz háttérrel . Integrálja az anyag leltárát és eloszlását az Univerzumban, az utóbbi méretét és tágulását .

Tér

Kozmológiai diffúz alap

Szerkezetek

„Véleményem szerint a Hubble mélymezők azok közé a képek közé tartoznak, amelyek eddig a legnagyobb mértékben befolyásolták a megfigyelési kozmológiát. Ezek a lenyűgöző képek a tér és az idő mélységének szívébe sodornak minket. Lehetővé tették a csillagászok számára, hogy lássák a galaxisok kialakulásának első szakaszait, több mint 10 milliárd évvel ezelőtt. Ezek a Hubble űrtávcső egyik legértékesebb öröksége. "

-  Stefano Cristiani  (en) , A Hubble mély mezők

Anyag és energia

A hangszerek típusai

Megfigyelő kozmológiai kutatócsoportok

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (in) "  Véleményem szerint a Hubble mélymezők áttekintés, néhány kép, amely a legnagyobb hatást gyakorolta, eddig a megfigyelési kozmológia. Ezek a lenyűgöző süllyedések a tér és az idő mélyén lehetővé tették a csillagászok számára, hogy bepillantást nyerjenek a galaxis kialakulásának több mint 10 milliárd évvel ezelőtti lépéseibe, és kétségtelenül a Hubble Űrtávcső néhány nagy örökségét jelentik.  "
  2. (in) "  Véleményem szerint a Hubble mélymezők áttekintés, néhány kép, amely a legnagyobb hatást gyakorolta, eddig a megfigyelési kozmológia. Ezek a lenyűgöző süllyedések a tér és az idő mélyén lehetővé tették a csillagászok számára, hogy bepillantást nyerjenek a galaxis kialakulásának több mint 10 milliárd évvel ezelőtti lépéseibe, és kétségtelenül a Hubble Űrtávcső néhány nagy örökségét jelentik.  "
  1. (in) "  The Hubble Deep Fields  " a http://www.spacetelescope.org oldalon (hozzáférés : 2015. március 25. )
  2. Sandage 1968 .
  3. van den Bergh 2011 .
  4. Sandage 1968 , p.  92
  5. (in) Joseph Silk , rövid története a világegyetem , Odile Jacob,2003. november 7, 264  p. ( ISBN  978-2-7381-1173-9 , online olvasás ) , p.  44.
  6. Hamilton 2014 , p.  70.
  7. (in) Harry Butowsky , "  Holmdel Horn Antenna  " , Nemzeti Örökség Inventory-jelölő , Nemzeti Park Szolgálat ,1 st május 1989
  8. Séguin és Villeneuve 2002 , p.  381.
  9. "  PLANCK HFI - The SZ Effect  " (hozzáférés : 2015. április 7. )
  10. Hamilton 2014 , p.  77.
  11. (en) Joel Primack, „  A sötét anyag rövid története  ” , http://www.eso.org , European Southern Observatory (hozzáférés : 2015. április 28. ) , p. 31
  12. (in) J. Retzlaff, S. Borgani, Gottloeber S., A. és V. Mueller Klypin, "  Kozmológiai modellek korlátozása klaszter teljesítményspektrummal  " , arXiv.org ,1998. október 9( összefoglaló , online olvasható )
  13. (a) YP Jing, HJ Mo G. Boerner és LZ Fang, "  alszerkezetek klaszterek és Kozmológiai modell  " , arXiv.org ,1994. november 11( összefoglaló , online olvasható )
  14. Saul Perlmutter és mtsai. , Omega és Lambda mérés 42 magas vöröseltolódású szupernóvából , The Astrophysical Journal , 517 , 565-586 (1999), astro-ph / 9812133 Lásd online .
  15. Adam G. Riess et al. , Megfigyelési bizonyítékok a szupernóvákról egy gyorsuló univerzumra és egy kozmológiai konstansra , The Astronomical Journal , 116 , 1009-1038 (1998), astro-ph / 9805201 Lásd online
  16. Hamilton 2014 , p.  84.
  17. Alexia Gorecki, Observational Cosmology with the Large Synoptic Survey Telescope. A kamera kalibrációs padjának kidolgozása és a barion akusztikus rezgések szimulációja , University of Grenoble , 186  p. ( online olvasás )
  18. Ayoub Bounab , nagy érzékenységű bolometrikus leolvasás a megfigyelési kozmológiához és a távoli univerzum feltárásához ,2014. október 14( online előadás )
  19. Lilian Sanselme, Megfigyelési kozmológia a Planck műholddal: a HFI műszer szisztematikus hatásainak és az univerzum ionizációjának tanulmányozása, Grenoble-i Egyetem,2013. szeptember 20, 190  p. ( online olvasás )
  20. Damien Girard, megfigyeléses kozmológiában a Planck műhold: kivonása az asztrofizikai jel a nyers adatokat a HFI eszköz és hatásának vizsgálata a kozmikus sugárzás , Grenoble-i Egyetemen,2013. április 15, 164  p. ( online olvasás )
  21. "  Megfigyelő kozmológia  " , www.ipnl.in2p3.fr , Lyoni atomfizikai Intézet (konzultáció 2015. március 5-én )
  22. Marseille-i Részecskefizikai Központ

Bibliográfia

A cikk írásához használt dokumentum : a cikk forrásaként használt dokumentum.