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La boîte aux curiosités (science), 27. La découverte du Rayonnement Fossile.

27. La découverte du Rayonnement Fossile.

Au début des années 1930, l'expansion de l'univers est un phénomène connu, mis en évidence par les travaux de Vesto Slipher, Edwin Hubble et George Lemaitre.

Ce dernier s'est à présent mis en tête de remonter aux origines de cette mystérieuse expansion. S'appuyant sur les équations de la relativité générale d'Einstein, il entame alors un long voyage mathématique vers le passé.

Il remonte ainsi le temps jusqu'à un âge où l'univers tout entier aurait été compacté en une sorte de sphère ultra dense de la taille du système solaire.

Cette sphère, il l'appelle l'atome primitif. Selon lui, cet atome primitif instable aurait soudainement explosé, entrainant l'expansion de l'univers et la création de tout ce qu'il contient. En proposant ce modèle cosmologique audacieux, George Lemaitre jette les bases de ce qui deviendrait un jour la célèbre théorie du Big Bang.

En 1948, George Gamow et Ralph Alpher de l'université de Washington poursuivent les travaux entamés par Lemaitre et s'évertuent à améliorer son modèle cosmologique.

Les deux hommes parviennent ainsi à se faire une idée assez précise de ce à quoi devait ressembler l'univers primordial : une soupe de matière et d'énergie très dense, très chaude et totalement opaque.

D'après leurs calculs, cette phase d'opacité initiale arrive à son terme au moment où le cosmos en expansion atteint une taille suffisante pour que l'énergie radiative puisse se diffuser librement, sans être systématiquement bloquée par la matière environnante.

C'est à ce moment que l'univers devient transparent et émet ses premières lumières.

Plus tard dans la même année, Alpher entame une longue collaboration avec Robert Herman de l'université Johns Hopkins.

Ensemble, ils émettent l'hypothèse que le cosmos baigne encore dans le rayonnement fossile de ces lumières originelles : un fond diffus de micro-ondes, vestige d'une ère révolue de l'Histoire de notre univers. Confirmé ce fond eut été un argument décisif en faveur de la controversée théorie du Big Bang ; mais étrangement personne ne va s'y atteler – en tout cas pas dans l'immédiat.

New Jersey, 1964.

Sur le site des laboratoires Bell, Arno Penzias et Robert Wilson sont engagés dans une série de tests destinée à évaluer les performances de leur toute nouvelle antenne. Munie de récepteurs micro-ondes ultrasensibles, cette dernière devrait permettre de mieux capter les signaux en provenance de l'espace. Seulement, il y a un problème : peu importe la partie du ciel vers laquelle ils pointent leur antenne ou l'heure à laquelle ils effectuent leurs mesures, les deux hommes relèvent à chaque fois le même mystérieux bruit de fond parasite.

Bien décidés à en identifier la source, ils passent en revue tout leur équipement et nettoient le moindre centimètre carré d'antenne, espérant ainsi se débarrasser des perturbations enregistrées.

Mais rien n'y fait : le problème n'est pas lié au matériel utilisé et des analyses complémentaires semblent même indiquer que sa source se situerait au-delà des limites de la galaxie. Pour Penzias et Wilson, c'est à n'y rien comprendre.

Au même moment, à 60 km de là, une équipe d'astrophysiciens de l'université de Princeton se prépare à ouvrir la chasse au fond diffus cosmologique.

Plus de 15 ans après Gamow, Alpher et Herman ; Robert Dicke, Jim Peebles et David Wilkinson ont compilés toutes les informations nécessaires à son indentification et souhaitent maintenant le traquer à l'aide d'un radiotélescope. Peebles a d'ailleurs rédigé un papier sur le sujet – papier qui par un heureux hasard finit entre les mains d'un certain professeur Bernard Burke.

Un heureux hasard car ce même professeur Burke se trouve être un proche d'Arno Penzias.

Les deux hommes sont en effet des amis et se rencontrent régulièrement. Quand Burke expose les recherches de Peebles à Penzias, ce dernier ne met pas longtemps à comprendre que le bruit parasite dont il tente de se débarrasser depuis des mois n'est autre que le rayonnement fossile que les astrophysiciens de Princeton cherchent eux à mettre en évidence.

La suite de l'histoire est assez prévisible.

Penzias et Wilson contactent sans tarder Princeton et, peu de temps plus tard, l'existence du fond diffus cosmologique est officiellement confirmée. Une découverte majeure dans l'histoire de la cosmologie puisqu'elle permettre à la théorie du Big Bang de s'imposer comme le plus crédible de tous les modèles cosmologiques.

En 1978, la découverte fortuite du rayonnement fossile vaudra à Arno Penzias et Robert Wilson le prix Nobel de physique.

Leur antenne n'aura malheureusement pas ce privilège mais sera néanmoins nommée « site historique national » par le ministère de l'intérieur des États-Unis d'Amérique.

27. La découverte du Rayonnement Fossile. 27. Die Entdeckung der Fossilstrahlung. 27\. The Discovery of Fossil Radiation. 27. El descubrimiento de la Radiación Fósil. 27. کشف تشعشعات فسیلی. 27. La scoperta della radiazione fossile. 27.化石放射線の発見 27. 화석 방사선의 발견. 27. De ontdekking van fossiele straling. 27. A descoberta da Radiação Fóssil. 27. 化石辐射的发现。

Au début des années 1930, l'expansion de l'univers est un phénomène connu, mis en évidence par les travaux de Vesto Slipher, Edwin Hubble et George Lemaitre. By the early 1930s, the expansion of the universe was a well-known phenomenon, highlighted by the work of Vesto Slipher, Edwin Hubble and George Lemaitre. No início da década de 1930, a expansão do universo era um fenômeno conhecido, evidenciado pelo trabalho de Vesto Slipher, Edwin Hubble e George Lemaitre.

Ce dernier s'est à présent mis en tête de remonter aux origines de cette mystérieuse expansion. Letzterer hat sich nun vorgenommen, zu den Ursprüngen dieser mysteriösen Erweiterung zurückzukehren. The latter has now set out to go back to the origins of this mysterious expansion. Ahora se ha propuesto rastrear los orígenes de esta misteriosa expansión. Este último decidiu agora voltar às origens desta expansão misteriosa. S'appuyant sur les équations de la relativité générale d'Einstein, il entame alors un long voyage mathématique vers le passé. Drawing on Einstein's general relativity equations, he then embarks on a long mathematical journey to the past. Com base nas equações de relatividade geral de Einstein, ele inicia uma longa jornada matemática para o passado.

Il remonte ainsi le temps jusqu'à un âge où l'univers tout entier aurait été compacté en une sorte de sphère ultra dense de la taille du système solaire. It thus goes back in time to an age when the entire universe would have been compacted into a sort of ultra dense sphere the size of the solar system. Таким чином, він повертається в минуле в епоху, коли весь Всесвіт був би ущільнений у свого роду надщільну сферу розміром із Сонячну систему.

Cette sphère, il l'appelle l'atome primitif. Diese Sphäre nennt er das primitive Atom. This sphere, he calls the primitive atom. Цю сферу він називає примітивним атомом. Selon lui, cet atome primitif instable aurait soudainement explosé, entrainant l'expansion de l'univers et la création de tout ce qu'il contient. According to him, this primitive unstable atom would have suddenly exploded, causing the expansion of the universe and the creation of all that it contains. Segundo ele, esse átomo primitivo instável teria explodido subitamente, causando a expansão do universo e a criação de tudo o que ele contém. За його словами, цей нестабільний примітивний атом раптово вибухнув би, викликаючи розширення Всесвіту і створення всього, що в ньому міститься. En proposant ce modèle cosmologique audacieux, George Lemaitre jette les bases de ce qui deviendrait un jour la célèbre théorie du Big Bang. By proposing this daring cosmological model, George Lemaitre lays the foundations for what would one day become the famous Big Bang theory. Ao propor este modelo cosmológico ousado, George Lemaitre estabelece as bases para o que um dia se tornaria a famosa teoria do Big Bang. Запропонувавши цю зухвалу космологічну модель, Джордж Леметр заклав основи того, що одного дня стане відомою теорією Великого вибуху.

En 1948, George Gamow et Ralph Alpher de l'université de Washington poursuivent les travaux entamés par Lemaitre et s'évertuent à améliorer son modèle cosmologique. In 1948, George Gamow and Ralph Alpher of the University of Washington continue the work started by Lemaitre and strive to improve his cosmological model. Em 1948, George Gamow e Ralph Alpher, da Universidade de Washington, continuaram o trabalho iniciado por Lemaitre e se esforçaram para melhorar seu modelo cosmológico. У 1948 році Джордж Гамов і Ральф Альфер з Вашингтонського університету продовжили роботу, розпочату Леметром, і прагнули вдосконалити його космологічну модель.

Les deux hommes parviennent ainsi à se faire une idée assez précise de ce à quoi devait ressembler l'univers primordial : une soupe de matière et d'énergie très dense, très chaude et totalement opaque. The two men were able to form a fairly precise idea of what the primordial universe must have looked like: a soup of matter and energy that was very dense, very hot and totally opaque. Os dois homens conseguem assim ter uma ideia bastante precisa de como deve ter sido o universo primordial: uma sopa de matéria e energia muito densa, muito quente e totalmente opaca. Таким чином двом чоловікам вдається отримати досить точне уявлення про те, як мав виглядати первісний Всесвіт: дуже щільний, дуже гарячий і абсолютно непрозорий суп із матерії та енергії.

D'après leurs calculs, cette phase d'opacité initiale arrive à son terme au moment où le cosmos en expansion atteint une taille suffisante pour que l'énergie radiative puisse se diffuser librement, sans être systématiquement bloquée par la matière environnante. According to their calculations, this initial phase of opacity comes to an end when the expanding cosmos reaches a sufficient size for radiative energy to diffuse freely, without being systematically blocked by the surrounding matter. Según sus cálculos, esta fase inicial de opacidad llega a su fin cuando el cosmos en expansión alcanza un tamaño suficiente para que la energía radiativa se difunda libremente, sin ser bloqueada sistemáticamente por la materia circundante. De acordo com seus cálculos, essa fase de opacidade inicial chega ao fim quando o cosmos em expansão atinge um tamanho suficiente para que a energia radiativa possa se difundir livremente, sem ser sistematicamente bloqueada pela matéria circundante. За їхніми розрахунками, ця фаза початкової непрозорості завершується, коли космос, що розширюється, досягає достатнього розміру, щоб радіаційна енергія могла вільно дифундувати, не будучи систематично блокована навколишньою речовиною.

C'est à ce moment que l'univers devient transparent et émet ses premières lumières. In diesem Moment wird das Universum transparent und sendet seine ersten Lichter aus. This is when the universe becomes transparent and emits its first light.

Plus tard dans la même année, Alpher entame une longue collaboration avec Robert Herman de l'université Johns Hopkins. Later that year, Alpher began a long collaboration with Robert Herman of Johns Hopkins University.

Ensemble, ils émettent l'hypothèse que le cosmos baigne encore dans le rayonnement fossile de ces lumières originelles : un fond diffus de micro-ondes, vestige d'une ère révolue de l'Histoire de notre univers. Zusammen nehmen sie an, dass der Kosmos immer noch in der fossilen Strahlung dieser ursprünglichen Lichter gebadet ist: ein diffuser Mikrowellenhintergrund, der Überrest einer vergangenen Ära in der Geschichte unseres Universums. Together, they hypothesize that the cosmos is still bathed in the fossil radiation of these original lights: a diffuse background of microwaves, a vestige of a bygone era in the history of our universe. Juntos, formularon la hipótesis de que el cosmos sigue bañado por la radiación fósil de estas luces originales: un fondo difuso de microondas, vestigio de una época pasada de la historia de nuestro universo. Juntos, eles levantam a hipótese de que o cosmos ainda está banhado pela radiação fóssil dessas luzes originais: um fundo difuso de microondas, um vestígio de uma era passada na história do nosso universo. Разом вони висунули гіпотезу про те, що космос все ще купається у викопному випромінюванні цих оригінальних вогнів: розсіяного фону мікрохвиль, пережитку минулої ери в історії нашого Всесвіту. Confirmé ce fond eut été un argument décisif en faveur de la controversée théorie du Big Bang ; mais étrangement personne ne va s'y atteler – en tout cas pas dans l'immédiat. Die Bestätigung dieses Hintergrunds wäre ein entscheidendes Argument für die umstrittene Urknalltheorie gewesen; aber seltsamerweise wird niemand darauf eingehen - zumindest nicht sofort. Confirmed this background would have been a decisive argument in favor of the controversial Big Bang theory; but strangely no one is going to tackle it - at least not immediately. Confirmado este trasfondo habría sido un argumento decisivo a favor de la controvertida teoría del Big Bang; pero, extrañamente, nadie va a abordarlo, al menos no de inmediato. Confirmado que este pano de fundo teria sido um argumento decisivo a favor da controversa teoria do Big Bang; mas estranhamente ninguém vai resolver isso - pelo menos não imediatamente. Підтверджено, що цей фон був би вирішальним аргументом на користь суперечливої теорії Великого вибуху; але, як не дивно, ніхто не збирається братися за це – принаймні, не відразу.

New Jersey, 1964.

Sur le site des laboratoires Bell, Arno Penzias et Robert Wilson sont engagés dans une série de tests destinée à évaluer les performances de leur toute nouvelle antenne. At the Bell Laboratories site, Arno Penzias and Robert Wilson are engaged in a series of tests designed to assess the performance of their brand new antenna. En el sitio de Bell Laboratories, Arno Penzias y Robert Wilson participan en una serie de pruebas diseñadas para evaluar el rendimiento de su nueva antena. Munie de récepteurs micro-ondes ultrasensibles, cette dernière devrait permettre de mieux capter les signaux en provenance de l'espace. Equipped with ultra-sensitive microwave receivers, it should be able to better capture signals from space. Equipado com receptores de micro-ondas ultrassensíveis, os últimos devem permitir uma melhor captura de sinais do espaço. Оснащений надчутливими мікрохвильовими приймачами, останні повинні дати можливість краще захоплювати сигнали, що надходять з космосу. Seulement, il y a un problème : peu importe la partie du ciel vers laquelle ils pointent leur antenne ou l'heure à laquelle ils effectuent leurs mesures, les deux hommes relèvent à chaque fois le même mystérieux bruit de fond parasite. Nur gibt es ein Problem: Unabhängig davon, auf welchen Teil des Himmels sie ihre Antenne richten oder zu welchem Zeitpunkt sie ihre Messungen durchführen, bemerken die beiden Männer jedes Mal dasselbe mysteriöse parasitäre Hintergrundgeräusch. Only, there is a problem: it does not matter the part of the sky towards which they point their antenna or the time at which they carry out their measurements, the two men each time detect the same mysterious parasitic background noise. Sin embargo, hay un problema: no importa a qué parte del cielo apunten su antena o la hora a la que tomen sus medidas, los dos hombres notan el mismo misterioso ruido de fondo parasitario cada vez. No entanto, há um problema: independentemente da parte do céu para a qual apontam a antena ou da hora em que fazem as medições, os dois homens notam o mesmo ruído de fundo parasita misterioso a cada vez. Є лише проблема: не має значення, на яку частину неба вони спрямовують свою антену або час, в який вони проводять свої вимірювання, двоє чоловіків щоразу виявляють один і той самий таємничий паразитний фоновий шум.

Bien décidés à en identifier la source, ils passent en revue tout leur équipement et nettoient le moindre centimètre carré d'antenne, espérant ainsi se débarrasser des perturbations enregistrées. Determined to identify the source, they go through all their equipment and clean every inch of the antennae, hoping to get rid of the disturbances recorded. Сповнені рішучості визначити джерело, вони переглядають усе своє обладнання та очищають найменший квадратний сантиметр антени, сподіваючись позбутися від зафіксованих перешкод.

Mais rien n'y fait : le problème n'est pas lié au matériel utilisé et des analyses complémentaires semblent même indiquer que sa source se situerait au-delà des limites de la galaxie. But nothing helps: the problem is not related to the material used and additional analyzes even seem to indicate that its source is located beyond the limits of the galaxy. Pero nada sirvió de nada: el problema no estaba relacionado con los equipos utilizados, y los análisis posteriores parecen indicar incluso que su origen se encuentra más allá de los límites de la galaxia. Pour Penzias et Wilson, c'est à n'y rien comprendre. Für Penzias und Wilson bedeutet dies nichts zu verstehen. For Penzias and Wilson, this is nothing to understand. En cuanto a Penzias y Wilson, es difícil de entender.

Au même moment, à 60 km de là, une équipe d'astrophysiciens de l'université de Princeton se prépare à ouvrir la chasse au fond diffus cosmologique. At the same time, 60 km away, a team of astrophysicists from Princeton University is preparing to open the hunt for the cosmic diffuse bottom. У той же час за 60 км команда астрофізиків з Прінстонського університету готується відкрити полювання на космічний мікрохвильовий фон.

Plus de 15 ans après Gamow, Alpher et Herman ; Robert Dicke, Jim Peebles et David Wilkinson ont compilés toutes les informations nécessaires à son indentification et souhaitent maintenant le traquer à l'aide d'un radiotélescope. Mehr als 15 Jahre nach Gamow, Alpher und Herman; Robert Dicke, Jim Peebles und David Wilkinson haben alle Informationen zusammengestellt, die zur Identifizierung erforderlich sind, und möchten ihn nun mithilfe eines Radioteleskops aufspüren. More than 15 years after Gamow, Alpher and Herman; Robert Dicke, Jim Peebles and David Wilkinson have compiled all the information needed to identify it, and now want to track it down using a radio telescope. Peebles a d'ailleurs rédigé un papier sur le sujet – papier qui par un heureux hasard finit entre les mains d'un certain professeur Bernard Burke. Peebles has also written a paper on the subject - paper which by happy coincidence ends up in the hands of a certain professor Bernard Burke. Піблз також написав на цю тему статтю, яка за щасливим збігом обставин опинилась в руках якогось професора Бернарда Берка.

Un heureux hasard car ce même professeur Burke se trouve être un proche d'Arno Penzias. A happy coincidence because this same professor Burke happens to be close to Arno Penzias. Щасливий збіг обставин, тому що цей самий професор Берк випадково близький до Арно Пензіаса.

Les deux hommes sont en effet des amis et se rencontrent régulièrement. The two men are in fact friends and meet regularly. Quand Burke expose les recherches de Peebles à Penzias, ce dernier ne met pas longtemps à comprendre que le bruit parasite dont il tente de se débarrasser depuis des mois n'est autre que le rayonnement fossile que les astrophysiciens de Princeton cherchent eux à mettre en évidence. When Burke exposes Peebles' research to Penzias, the latter does not take long to understand that the parasitic noise he has been trying to get rid of for months is none other than the fossil radiation that the astrophysicists at Princeton are seeking to highlight. . Коли Берк викриває дослідження Піблза Пензіасу, останньому не потрібно багато часу, щоб зрозуміти, що паразитичний шум, якого він намагався позбутися місяцями, є не чим іншим, як викопним випромінюванням, яке намагаються висвітлити астрофізики з Прінстона.

La suite de l'histoire est assez prévisible. Der Rest der Geschichte ist ziemlich vorhersehbar. The rest of the story is quite predictable.

Penzias et Wilson contactent sans tarder Princeton et, peu de temps plus tard, l'existence du fond diffus cosmologique est officiellement confirmée. Penzias and Wilson immediately contacted Princeton, and shortly afterwards the existence of the cosmic microwave background was officially confirmed. Une découverte majeure dans l'histoire de la cosmologie puisqu'elle permettre à la théorie du Big Bang de s'imposer comme le plus crédible de tous les modèles cosmologiques. Eine wichtige Entdeckung in der Geschichte der Kosmologie, da sich die Urknalltheorie als das glaubwürdigste aller kosmologischen Modelle etablieren kann. A major discovery in the history of cosmology since it allowed the Big Bang theory to establish itself as the most credible of all cosmological models.

En 1978, la découverte fortuite du rayonnement fossile vaudra à Arno Penzias et Robert Wilson le prix Nobel de physique. In 1978, the fortuitous discovery of fossil radiation won Arno Penzias and Robert Wilson the Nobel Prize in physics.

Leur antenne n'aura malheureusement pas ce privilège mais sera néanmoins nommée « site historique national » par le ministère de l'intérieur des États-Unis d'Amérique. Ihre Antenne wird dieses Privileg leider nicht haben, wird aber dennoch vom Innenministerium der Vereinigten Staaten von Amerika als "nationale historische Stätte" bezeichnet. Their antenna will unfortunately not have this privilege but will nevertheless be named a "national historic site" by the Department of the Interior of the United States of America. Їхня антена, на жаль, не матиме цього привілею, але, тим не менш, Міністерство внутрішніх справ США назвало її «національним історичним місцем».