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Nobel de physique pour deux Suisses

 

Une carte des fluctuations du rayonnement fossile mesurée avec Planck. © ESA, Planck Collaboration

Sciences

Le prix Nobel de physique 2019 récompense les pionniers des exoplanètes et du Big Bang

ActualitéClassé sous :exoplanètes , big bang , cosmologie
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Laurent Sacco

Journaliste

 

Le prix Nobel de physique 2019 ne déçoit pas en récompensant pour moitié, les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz pour leur découverte de la première exoplanète autour d’une étoile sur la séquence principale, et pour l’autre moitié, James Peebles, pionnier de la cosmologie du Big Bang depuis les années 1960 et père du Modèle standard en cosmologie avec la matière noire et l’énergie noire.

Ce 8 octobre 2019, l’Académie royale des sciences de Suède n’a pas déjoué les prédictions faites de longue date concernant l’attribution méritée d’un prix Nobel de physique pour les découvreurs de la première exoplanète en orbite autour d’une étoile sur la séquence principale, à savoir les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz.

Était aussi attendue depuis longtemps l’attribution du Nobel à James Peebles, le grand cosmologiste d’origine canadienne, qui obtient donc la seconde moitié du prix, la première moitié se partageant entre les deux membres du tandem précédemment cités qui ont annoncé en octobre 1995 la découverte de 51 Pegasi b.

La découverte de la première exoplanète autour d’une étoile de la séquence principale, 51 Peg b, a été faite par Michel Mayor et Didier Queloz de l’Observatoire de l’Université de Genève en 1995. Michel Mayor et Didier Queloz reviennent en Provence et racontent l’histoire de leur découverte historique cinq ans plus tard. © NCCR PlanetS

De la pluralité des exoplanètes

Nous savons aujourd’hui que les exoplanètes sont légion dans la Voie lactée comme l’atteste à ce jour d’octobre 2019, les 4.118 répertoriées au compteur du célèbre site de l’Encyclopédie des planètes extrasolaires fondé par l’astronome Jean Schneider (Observatoire de Paris – LUTH). Mais cela n’avait rien d’évident pour bon nombre d’astronomes de la première moitié du XXe siècle à cause des modèles de la formation du Système solaire qui faisaient souvent naître les planètes à partir de rares rencontres entre les étoiles de notre Galaxie. Finalement, ce début de XXIe siècle a donné raison aux intuitions visionnaires de plusieurs philosophes grecs, dont Démocrite et Anaximandre en particulier qui croyait en la pluralité des mondes il y a plus de 2.000 ans.

Dans cette vidéo Didier Queloz nous parle de la quête des exoplanètes et des implications pour l’exobiologie. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University

La Société des amis des universités de l’académie de Strasbourg organise, dans le cadre des Entretiens des universités de l’académie de Strasbourg, une conférence initulée « Les planètes extrasolaires : ancien rêve de l’humanité, nouveau domaine de la science ». Animée par Michel Mayor, astrophysicien, professeur émérite à l’Université de Genève, associé étranger de l’Académie des sciences et ancien directeur de l’Observatoire de Genève. © Université de Strasbourg

La découverte de Michel Mayor et Didier Queloz est donc un tournant essentiel dans l’histoire de l’humanité, illustrant une fois de plus le fait qu’en empruntant les chemins tracés par Platon et Descartes, nous sommes en mesure de faire passer des spéculations philosophiques au statut de réalités scientifiques indiscutables, un processus que l’on espère poursuivre aussi loin qu’il est possible.

C’est d’ailleurs ce qui est arrivé, jusqu’à un certain point, avec l’avènement de la cosmologie moderne et la mise en place de son modèle standard au cours des années 1980 à 1990 jusqu’à devenir la cosmologie de précision que l’on connait aujourd’hui grâce à des missions comme Wmap, Planck et à d’autres campagnes d’observations menées depuis le sol.

James Peebles, le père du Modèle cosmologique standard

L’un des grands acteurs de la mise en place du modèle de la cosmologie standard et qui a été l’un des pionniers de la théorie du Big Bang depuis la découverte du rayonnement fossile en 1965, reçoit donc aujourd’hui la moitié du prix Nobel de physique. Il n’est autre que James Peebles (né le 25 avril 1935 à Winnipeg, Manitoba, Canada), l’actuel « Albert Einstein », Professor Emeritus of Science de l’Université de Princeton, là même où il a passé son doctorat et a débuté sa carrière de cosmologiste sous la direction de Robert Dicke.

Au début des années 1960, et depuis quelques années, Dicke cherchait à tester des alternatives à la théorie de la relativité générale et s’intéressait aux idées de Gamow, Alpher et Lemaître, à contre-courant du modèle de la cosmologie standard de l’époque, celui de l’univers stationnaire. Dicke et Peebles travaillaient donc sur le concept de rayonnement fossile et se préparaient à le tester expérimentalement au moment où Penzias et Wilson sont venus les voir à Princeton suspectant que le fameux rayonnement qu’ils avaient découvert pouvait bien avoir un rapport avec les recherches de Dicke, Peebles et leurs autres collaborateurs à Princeton.
 

Dans cette conférence, James Peebles nous livre ses souvenirs concernant l’essor de la cosmologie moderne rendue possible notamment par la découverte du rayonnement fossile et comment cet essor est le produit d’une œuvre  collective. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Perimeter Institute for Theoretical Physics

Peebles va alors être un des pionniers de l’étude du rayonnement fossile et de ses rapports avec la naissance des galaxies et des grandes structures qui les rassemblent depuis cette époque ; il contribue également au début des calculs précis sur la nucléosynthèse primordiale de l’hélium en particulier.

Il va devenir en quelque sorte la figure majeure de la cosmologie états-unienne des années 1970 aux années 1980, laquelle n’aura d’égale qu’avec la cosmologie développée dans l’ex-union soviétique à ce moment-là par le légendaire Yakov Zeldovitch et ses élèves.

Mais, en plus de ses contributions, déjà fort importantes, à l’étude théorique des caractéristiques du rayonnement fossile et à la naissance des grandes structures cosmologiques en rapport avec ces caractéristiques, Peebles est surtout célèbre parmi ses pairs pour être à l’origine du modèle de la matière noire froide qu’il a proposé en 1982. On peut en penser ce que l’on veut mais l’introduction d’une composante de matière noire non baryonique, donc des particules massives encore inconnues dans les laboratoires terrestres, est le seul moyen connu de faire naître les galaxies.

En 1984, Peebles est aussi le premier à comprendre qu’il est sans doute indispensable de réintroduire la fameuse constante cosmologique d’Einstein si l’on prend au sérieux les prédictions de la fameuse théorie de l’inflation, laquelle tend à prédire un univers plat avec, comme valeur de la densité, la fameuse densité critique. Cette constante a aussi l’avantage de changer l’estimation de l’âge de l’univers observable, en accord avec les mesures concernant les plus vieilles étoiles. La découverte de l’accélération de l’expansion du cosmos observable à la fin des années 1990 donnera raison à Peebles.

Dans cette interview, James Peebles revient sur sa trajectoire, notamment au moment où l’on fait la découverte du rayonnement fossile en 1965, alors qu’il était tout juste arrivé à l’Université de Princeton, ce qui changera sa vie à jamais. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Annual Reviews

  • L’Académie royale des sciences de Suède a décidé d’attribuer le prix Nobel de physique 2019 pour récompenser « des contributions à notre compréhension de l’évolution de l’univers et de la place de la Terre dans le cosmos. »

  • Pour moitié à James Peebles (Université de Princeton, États-Unis), « pour des découvertes théoriques en cosmologie physique », à savoir rayonnement fossile et naissance des galaxies, modèle standard de la matière noire froide avec énergie noire.

  • Et pour l’autre moitié, conjointement à Michel Mayor (Université de Genève, Suisse) et Didier Queloz (Université de Genève, Suisse/Université de Cambridge, Royaume-Uni), « pour la découverte d’une exoplanète en orbite autour d’une étoile de type solaire », 51 Pegasi b, la première découverte autour d’une étoile sur la séquence principale.

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