23 novembre 2004
Compte rendu de la réunion du 20 novembre 2004
1
– Point de vue de J.C. Pecker sur la Cosmologie
Jean-Claude Pecker nous fait l'honneur de
nous présenter son point de vue sur la Cosmologie.
Rappelons qu'il a été chercheur en astrophysique, spécialisé dans la physique des étoiles et par ailleurs Directeur de
l'observatoire de Nice, professeur au Collège de France, Directeur de l'IAP, Président de la SAF, etc….
Il est membre de l'Académie des Sciences et a recueilli bon nombre de prix et de distinctions. Pour plus de détails,
on peut consulter son impressionnante biographie.
Il vient d'être élevé à la dignité de Grand Croix dans l'Ordre national du Mérite. Toutes nos félicitations!
Il nous raconte comment il a été amené à s'intéresser à la cosmologie.
Cela remonte à sa première réunion internationale de l'IAU à Rome en 1952 où le Big Bang en gestation était assimilé
par l'Église à un "Fiat Lux".
Il nous conte alors l'historique du développement des idées cosmologiques sur 3 plans : la physique, les observations et la cosmologie.
Les observations commencent avec les expériences de Michelson et Morley sur la vitesse de la lumière. Cela conduit Albert Einstein en 1905 à émettre la théorie
de la Relativité Restreinte et plus tard, en 1915, celle de la Relativité Générale qui relie la distribution de masse à la géométrie de l'univers.
En cosmologie, Einstein simplifie les choses et suppose qu'il y a homogénéité et isotropie de l'Univers. Par ailleurs, c'est un disciple d'Aristote
(tout existe depuis toujours, le cosmos a la forme d'une sphère, le monde est fini) et il veut aboutir à une solution stationnaire.
Pour cela, il est amené à introduire sa fameuse constante cosmologique Λ génératrice d'une force de répulsion, afin de contrebalancer la gravité.
Pour Einstein la densité moyenne de l'Univers reste constante en fonction du temps.
C'est à cette époque que l'américain Vesto Slipher note les premiers décalages vers le rouge (redshift) de la lumière des galaxies lointaines mais il ne se rend
pas compte de l'importance de sa découverte. C'est Hubble qui quelques années plus tard va établir la relation distance/redshift.
(nota : il faudrait aussi parler de George Lemaître qui le premier trouva cette relation)
Alexander Friedman, a résolu les équations d'Einstein sans constante cosmologique et a trouvé ainsi le premier modèle d'univers en expansion.
Dans sa construction des modèles possibles, il y a un point singulier, une singularité mathématique, que Lemaître appellera de son côté l'atome primitif.
Cette singularité est très gênante en physique : en effet à l'instant "zéro", la densité et la température deviennent infinies.
George Gamov va retenir que ces conditions physiques extrêmes doivent permettre des réaction de fusion nucléaire et il va proposer – mais de manière inexacte –
une composition de l'univers primordial.
Gamov a une idée géniale en 1954 : il prévoit
que si il y a eu une expansion à partir du point "zéro" et
un refroidissement progressif de l'Univers, il devrait y avoir un rayonnement résiduel.
Il calcule même sa température et trouve approximativement 50 K. Il avait prévu le rayonnement diffus cosmologique !!
JC Pecker nous apprend que Gamov n'a pas été le seul à prédire ce fonds diffus: Guillaume en 1910 avait prédit 3 K, Eddington 2,8 K
(valeur étonnamment exacte) et beaucoup d'autres qui ont été oubliés par la Science.
Finlay Freundlich appuyé par Max Born introduisit la notion de "fatigue" de la lumière : en voyageant dans l'espace,
la lumière interagit et perd de l'énergie, elle se fatigue.
Il est alors logique de penser que cette perte est proportionnelle à la distance.
C'est cette philosophie que défend notre conférencier.
Le fond cosmologique a été observé (par hasard) par Penzias et Wilson en 1964, ce qui confirme les prédictions
précédentes. Plus tard il a été analysé de plus en plus finement par des satellites comme COBE et WMAP.
Les phénomènes locaux sont importants et créent des inhomogénéités. La constante de Hubble n'est donc qu'une moyenne et ne représente pas les décalages "anormaux".
Halton Harp a trouvé que certains quasars physiquement associés à des galaxies avaient des décalages très différents de ceux des galaxies en question.
Il y aurait donc une autre cause au décalage spectral : un décalage relativiste dû à la gravitation énorme des quasars serait il une explication?
En tous cas ces observations restent inexpliquées dans bien de cas.
C'est sur cette question que s'achève la présentation de JC Pecker et que s'ouvre le débat.
Divers thèmes furent évoqués comme :
ü La densité moyenne de l'univers serait une idée "farfelue" à cause des inhomogénéités locales. Mais il est vrai que l'on ne sait plus faire grand-chose
sans l'hypothèse d'homogénéité
ü qui finalement n'apparaît qu'à de très grandes échelles, au-delà de la centaine de Mpc.
ü Pour les objets de Arp, voir le site de Bernard Lempel qui nous éclaire sur ce sujet.
ü On évoque bien sûr l'univers fractal de Laurent Nottale, notion très controversée. Il semble isolé avec cette conception, mais cela ne préjuge en rien de la validité
ü ou non de ses thèses.
ü Discussion des univers de J. Narlikar et d'autres.
ü Le paradoxe de Seeliger est similaire au paradoxe d'Olbers mais pour la gravitation au lieu de la lumière.
ü Une dernière rigolade quand quelqu'un a évoqué le dernier livre des célèbres frères B….
Pour conclure, Jean-Claude Pecker
nous donne son sentiment : il est plutôt pour un Univers permanent et infini
qui n'a ni début ni fin
et préfère également
envisager une "fatigue" de la lumière, même s'il n'a pas pu fortifier
cette idée.
Les observations vont elles coller
à une telle vision? L'avenir nous le
dira.
Un des derniers ouvrages
publiés par JC Pecker :
L'Univers
exploré, peu a peu expliqué (Odile
Jacob)
Jean-Claude
Pecker nous fait revivre trois mille ans de sciences de l’Univers. Une histoire
qui court des terrasses de Babylone aux observatoires interplanétaires, des
mythes antiques
au Big Bang, en passant par les représentations de Saint
Augustin ou de Descartes, les découvertes de Galilée, de Newton et d' Einstein.
Alternant
la théorie et les exemples, l’illustration, l’équation ou l’anecdote,
déchiffrant et expliquant chacun des grands systèmes cosmologiques, ce livre
constitue une leçon vivante
qui nous fait
assister, pas à pas, à l’élaboration de la cosmologie…
Mr Pecker nous signale également un nouveau DVD :
Universe the cosmology quest (Universe film)
coffret de deux DVD
avec des interviews de Fred Hoyle,
Halton C. Arp, Margaret et Geoffrey Burbidge, Jayant Narlikar, Jean-Claude
Pecker, Hannes Alfvén et quelques autres,
tous pas très
convaincus par la théorie du Big Bang. (2 DVD de 3 heures, pour
approximativement 60$ aux USA. Le trouve-t-on en France ?)
2
- Actualités
Tests de la Relativité Générale
Les expérimentations continuent pour mettre à l'épreuve la Relativité Générale.
On mesure ainsi depuis dix ans, les orbites des deux satellites américains Lageos.
De nombreux réflecteurs disposés sur leurs surfaces permettent des mesures particulièrement précises par laser.
Les résultats sont cohérents avec la théorie, compte tenu en particulier de l'effet Lense-Thiring de déformation de l'espace-temps engendré par la rotation de la Terre.
Des mesures plus précises sont en cours avec Gravity Probe B.
Galaxie elliptiques et matière
noire
Des observations effectuées avec l'observatoire Chandra de la NASA, en X, viennent de mettre en évidence l'existence d'un énorme halo de gaz très chaud
autour de la galaxie elliptique isolée NGC 4555. Pour que ce gaz soit retenu, il faut envisager l'existence d'une grande quantité de matière noire autour de la galaxie.
Mais des observations précédentes avaient permis de conclure à la rareté de cette même matière noire dans le voisinage de trois autres galaxies elliptiques,
ce qui d'ailleurs pose problème si l'on envisage un instant que les galaxie elliptiques puissent être formées par l'agrégation de galaxies spirales, largement dotées
de matière noire.
Patience donc pour y voir plus clair.
3
- Vie de la SAF
ü Les cours de Mr G. Oudenot auront lieu comme prévu les 1er et 15 décembre 2004.
ü C. Picard donnera un cours le 3 février 2005 sur la cosmologie et les exoplanètes. Il s'agira de compléments et de mises à jour des cours de l'année précédente.
Un autre cours sera donné le 17 février sur un sujet qui reste à fixer.
ü Mme T. Encrenaz donnera trois cours sur les atmosphères planétaires les 10, 24 mars et 7 avril 2005.
Les deux dernières séries de cours auront lieu le jeudi, à partir de 18 h 30, rue Beethoven.
4
-Livres et revues
ü Le n° Dossier de Pour la Science n° 45, d'octobre 2004, consacré à L'histoire de l'Univers, est remarquable.
ü Le dernier livre de Michel Cassé : "Énergie noire, matière noire" chez Odile Jacob peut être lu, si l'on aime le style de l'auteur.
ü La dernière parution de T. Encrenaz : "L'eau dans l'univers" chez Belin – Pour la science, est très réussie, comme d'habitude pour cette astronome.
ü On saura tout sur la polémique à la mode en lisant : "Comment le jeune et ambitieux Einstein s'est approprié la Relativité Restreinte de Poincaré"
de Jean Hladik, chez Ellipses, mais je ne garantie pas l'objectivité !!
ü Enfin, on nous signale un excellent livre "La Terre, une planète singulière " de R. Trompette, chez Belin -
Pour la Science, à déguster lentement nous dit-on.
5
– Site Internet.
Mr Jean Pierre Martin, adhérent à la SAF nous présente son site Internet http://www.planetastronomy.com
On y trouvera de l'actualité, des résumés de conférences, dont celle de J.P. Luminet et celles des récentes journées du Ciel et de l'Espace, des dossiers,
des évènements, etc.
Les mises à jours se font tous les 10 jours environ. On peut les recevoir en s'inscrivant sur la liste
6 -Conférences
et séminaires
ü La prochaine conférence de la SAF sera donnée par C. Ferrari (CEA, Paris VII) sur la mission Cassini autour de Saturne, le 15 décembre 2004 à 20 h 30,
à l'Institut Océanographique de la rue St Jacques.
ü La Cité des Sciences et de l'Espace proposera une série de 9 cours sur "Einstein et sa postérité", à partir de janvier 2005, chaque samedi à 11 heures.
7 -
Prochaines réunions
15 janvier 2005
L'inflation par Nathalie Deruelle (IAP-IHES)
12 mars, 14 mai et 25 juin 2005
Programme
à définir
Il est
demandé à l'honorable assistance de bien vouloir réfléchir et proposer des
sujets qui pourraient être présentés au premier semestre 2005.
Sauf avis contraire, les réunions se tiennent le samedi à 15 heures, au siège de la SAF, 3 rue Beethoven à Paris XVIème.