Pozorovací kosmologie

Observační kosmologie je sub-obor astrofyziky , který studuje kosmologii s poznámkami. Jeho cílem je měřit fyzikální veličiny spojené s kosmologickými parametry .

Ačkoli jeho počátky sahají až do prvních pozorování vesmíru , pozorovací kosmologie se stala specifickým vědním oborem od dvacátých let 20. století. Jeho hlavním předmětem analýzy byly hranice pozorování vesmíru , od nekonečně malého do konce století. “ Nekonečně velké a jejich struktura a dynamika.

Pozorovací kosmologie v průběhu času umožnila vybrat nejrelevantnější kosmologické modely a vylepšit je tak, aby vyvinuly standardní model kosmologie . V dnešní době je model ΛCDM ten, který nejlépe odpovídá výsledkům pozorovací kosmologie.

Dějiny

Ačkoli tam byly vždy pozorování v kosmu , termín „pozorovací kosmologii“ začal být používán systematicky v pozdních 1920 , kdy Edwin Hubble sdělil jeho poznatky o velikosti, struktury a umístění. Dynamiku vesmíru . Hubblova práce, prováděná v letech 1923 až 1934, posouvá hranice vesmíru, který se víceméně omezuje na naši galaxii , potvrzením existence dalších galaxií . Pozorování amerického astronoma také zdůrazňují rudý posun většiny galaxií, posun úměrný jejich vzdálenosti, který vede k objevu rozpínání vesmíru . A konečně, v polovině 30. let, Hubble ukazuje, že distribuce galaxií je homogenní a izotropní , což vede k jednomu z prvních pozorovacích důkazů kosmologického principu . Většina kosmologických modelů bude poté založena na metrickém typu Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW).

Objev kosmologického rozptýleného pozadí

Další zásadní průlom v pozorovací kosmologii přichází o třicet let později, v roce 1965, zatímco Arno Allan Penzias a Robert Woodrow Wilson , vědci z Bell Laboratories , náhodně objevili CMB ( kosmické mikrovlnné pozadí CMB), mikrovlnné elektromagnetické záření přicházející ze všech směrů nebe. Toto záření bylo předpovězeno teorií velkého třesku od konce 40. let 20. století a jeho objev přesvědčil vědeckou komunitu k přijetí tohoto kosmologického modelu.

Během následujícího desetiletí vědci poprvé pozorovali efekt Sunyaev-Zel'dovich , který umožňoval lepší detekci shluků galaxií , stejně jako slabou elektroslabost , která poskytla experimentální podporu myšlence sjednocení sil s vysokou energií, a to podle k modelu velkého třesku prošel vesmír různými epochami, které byly poznamenány oddělením základních interakcí .

Na počátku 80. let vedlo pozorování rotačních křivek galaxií k tomu, aby vědci zvážili kosmologické modely s temnou hmotou . Stanovují tak zejména modely horké temné hmoty ( horká tmavá hmota , HDM), teplé a studené ( studená tmavá hmota , CDM). V roce 1992 vedlo pozorování fluktuací CMB ze strany COBE k upřednostňování modelů CDM spíše než HDM. Během desetiletí, několik modelů zahrnující studené temné hmoty byly studovány, včetně SCDM , LCDM a OCDM .

Hubbleova hluboká pole

"Podle mého názoru patří Hubbleova hluboká pole mezi obrazy, které dosud měly největší dopad na pozorovací kosmologii." Tyto působivé obrazy nás vrhají do srdce hlubin vesmíru a času. Umožnili astronomům vidět první fáze formování galaxií, před více než 10 miliardami let. Jsou jedním z nejcennějších dědictví Hubbleova kosmického dalekohledu. "

-  Stefano Cristiani  (en) , The Hubble Deep Fields

Objev zrychlení expanze vesmíru

Na konci desetiletí experimenty na supernovách provedené dvěma mezinárodními týmy, Kosmologickým projektem Supernova , vedeným Saulem Perlmutterem , a vyhledávacím týmem supernov High-Z , vedeným Adamem Riessem, potvrdily, že expanze vesmíru se zrychluje . Toto zjištění vede ke zvýhodnění kosmologického modelu ΛCDM před SCDM . Od roku 2003 jsou pozorování WMAP i průzkumy velkých struktur vesmíru založeny na modelu ΛCDM jako na nejlepším kosmologickém modelu.

Výzkumné objekty

Hlavními objekty pozorovací kosmologie jsou hranice pozorování vesmíru, stejně jako struktura a dynamika vesmíru . Rozkládá se tak od nekonečně malých se studiem elementárních částic až po nekonečně velké s kosmologickým rozptýleným pozadím . Rovněž integruje inventář a distribuci hmoty ve vesmíru, jeho velikost a expanzi .

Prostor

Kosmologický difúzní fond

Struktury

"Podle mého názoru patří Hubbleova hluboká pole mezi obrazy, které dosud měly největší dopad na pozorovací kosmologii." Tyto působivé obrazy nás vrhají do srdce hlubin vesmíru a času. Umožnili astronomům vidět první fáze formování galaxií, před více než 10 miliardami let. Jsou jedním z nejcennějších dědictví Hubbleova kosmického dalekohledu. "

-  Stefano Cristiani  (en) , The Hubble Deep Fields

Hmota a energie

Druhy nástrojů

Pozorovací kosmologické výzkumné týmy

Poznámky a odkazy

  1. (in) „  Podle mého názoru jsou Hubbleova hluboká pole recenzemi některých obrázků, které dosud nejvíce ovlivnily pozorovací kosmologie. Tyto impozantní poklesy do hlubin prostoru a času umožnily astronomům zahlédnout první kroky formování galaxií před více než 10 miliardami let a jsou bezpochyby některými z velkých dědictví Hubbleova kosmického dalekohledu.  "
  2. (in) „  Podle mého názoru jsou Hubbleova hluboká pole recenzemi některých obrázků, které dosud nejvíce ovlivnily pozorovací kosmologie. Tyto impozantní poklesy do hlubin prostoru a času umožnily astronomům zahlédnout první kroky formování galaxií před více než 10 miliardami let a jsou bezpochyby některými z velkých dědictví Hubbleova kosmického dalekohledu.  "
  1. (in) „  The Hubble Deep Fields  “ na http://www.spacetelescope.org (přístup k 25. březnu 2015 )
  2. Sandage 1968 .
  3. van den Bergh 2011 .
  4. Sandage 1968 , str.  92
  5. (in) Joseph Silk , Stručná historie vesmíru , Odile Jacob,7. listopadu 2003, 264  s. ( ISBN  978-2-7381-1173-9 , číst online ) , s.  44
  6. Hamilton 2014 , s.  70.
  7. (in) Harry Butowsky , „  Holmdel Horn Antenna  “ , Národní registr inventáře-nominace historických míst , služba národního parku ,1 st května 1989,
  8. Séguin a Villeneuve 2002 , s.  381.
  9. „  PLANCK HFI - The SZ Effect  “ (zpřístupněno 7. dubna 2015 )
  10. Hamilton 2014 , s.  77.
  11. (en) Joel Primack, „  Stručná historie temné hmoty  “ , na http://www.eso.org , Evropská jižní observatoř (přístup k 28. dubnu 2015 ) , s. 31
  12. (in) J. Retzlaff, S. Borgani, Gottloeber S., A. a V. Mueller Klypin, „  Omezující kosmologické modely s klastrovými výkonovými spektry  “ , arXiv.org ,9. října 1998( shrnutí , číst online )
  13. (in) YP Jing, HJ Mo G. Boerner a LZ Fang, „  Substruktury klastrů a kosmologické modely  “ , arXiv.org ,11. listopadu 1994( shrnutí , číst online )
  14. Saul Perlmutter a kol. , Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae , The Astrophysical Journal , 517 , 565-586 (1999), astro-ph / 9812133 Viz online .
  15. Adam G. Riess a kol. „ Pozorovací důkazy ze Supernov pro urychlující se vesmír a kosmologickou konstantu , The Astronomical Journal , 116 , 1009-1038 (1998), astro-ph / 9805201 Viz online
  16. Hamilton 2014 , s.  84.
  17. Alexia Gorecki, pozorovací kosmologie s dalekohledem Large Synoptic Survey Telescope. Vývoj kamerové kalibrační lavice a simulace baryonových akustických kmitů , University of Grenoble , 186  s. ( číst online )
  18. Ayoub Bounab , Bolometrické čtení s vysokou citlivostí pro pozorovací kosmologii a průzkum vzdáleného vesmíru ,14. října 2014( online prezentace )
  19. Lilian Sanselme, Pozorovací kosmologie se satelitem Planck: studium systematických účinků nástroje HFI a ionizace vesmíru , University of Grenoble,20. září 2013, 190  s. ( číst online )
  20. Damien Girard, Observační kosmologie s Planckovým satelitem: extrakce astrofyzikálního signálu ze surových dat z nástroje HFI a studie účinku kosmického záření , University of Grenoble,15. dubna 2013, 164  s. ( číst online )
  21. „  Pozorovací kosmologie  “ , na www.ipnl.in2p3.fr , Institut jaderné fyziky v Lyonu (přístup k 5. března 2015 )
  22. Marseille Center for Particle Physics

Bibliografie

Dokument použitý k napsání článku : dokument použitý jako zdroj pro tento článek.