Crise de la cosmologie
Un colloque intitulé « Crisis in Cosmology I » s’est tenu à Monçao (Portugal) en 2005. De nombreuses critiques du Big Bang ont été formulées, et quelques explications alternatives des observations ont été proposées.
L’origine de la théorie du Big Bang est l’observation des décalages vers le rouge des raies spectrales des astres. En observant des astres proches, Hubble a montré que leur "rougissement" est proportionnel à leur distance. En appliquant la loi de Hubble à des astres très rougis, et en supposant que ce rougissement soit dû à un effet Doppler, on trouve que l’Univers devait être très petit il y a environ 13 milliards d’années. De nombreuses observations contredisent la théorie initiale du Big Bang, par exemple :
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On observe des éléments lourds dans des astres très lointains ( donc
très jeunes lorsqu’ils ont émis leur spectre), alors qu’on pensait que
ces éléments étaient produits dans de vieilles étoiles. Un nouveau
processus de génération de ces éléments a dû être inventé.
- Dans
les spectres d’astres appelés "quasars" (quasi-stars), la raie de
l’hydrogène "Lyman alpha" et quelques autres raies apparaissent avec
des rougissements périodiques. Il faut supposer que ces raies sont
absorbées par des nuages d’hydrogène situés entre l’astre et nous, pour
obtenir de nombreux décalages spectraux proportionnels à la distance.
Pour donner des raies fines, ces nuages doivent être assez minces,
contraints par une "matière noire" inventée à cet effet et
mystérieuse ; pis, du fait des périodicités, les nuages se trouvent sur
des sphères, de sorte que la Terre est à nouveau le centre du monde...
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Certains atomes émettent des ensembles de raies nommés "multiplets" ;
toutes les raies d’un multiplet ont ainsi la même origine, mais les
variations relatives des fréquences des multiplets émises par des
quasars ne sont pas strictement égales, comme elles le seraient par un
effet Doppler ou d’expansion de l’Univers.
- Halton Arp a observé
des alignements de quasars avec une galaxie. Le nombre de ces
alignements est trop grand pour qu’ils résultent d’un hasard, par
projection des images des astres sur la voûte céleste : ces astres sont
alignés dans l’espace. Mais le rougissement d’une de ces galaxies est
beaucoup plus faible que le rougissement des quasars associés, qui ont
ainsi nécessairement un "rougissement intrinsèque" non lié à la
distance. Par ailleurs, les objets observés au voisinage de quasars
sont beaucoup plus rouges que des objets analogues situés ailleurs.
La
plupart des participants au colloque jugent qu’il faut ajouter beaucoup
trop d’hypothèses ad hoc à la théorie du Big Bang pour qu’elle puisse
être considérée comme fiable. Pour obtenir une théorie alternative,
deux problèmes doivent être résolus :
- Il faut trouver une théorie
de l’évolution des astres. Des recherches faisant appel à l’évolution
de plasma en présence de champs magnétiques ont été présentées ; la
complexité du problème n’en permet pas une exposition simple.
- Il
faut trouver un mécanisme de rougissement susceptible d’être confondu
avec un effet Doppler par interaction de la lumière avec la matière au
cours de sa propagation. On a longtemps cherché un tel effet sans
penser aux interactions "paramétriques".
Les interactions
paramétriques entre des faisceaux de lumière réfractés simultanément
par une matière transparente obéissent à deux critères :
- elles sont "spatialement cohérentes", de sorte que les faisceaux de lumière restent bien définis, les images restent nettes.
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la matière qui permet des interactions revient à son état initial après
une interaction ; les lois de la thermodynamique sont respectées.
L’interaction
paramétrique la plus connue ne fait intervenir qu’un faisceau de
lumière, c’est la réfraction. On connaît surtout le résultat d’autres
effets paramétriques : génération de faisceaux de fréquences doubles ou
triples de la fréquence d’un faisceau laser, plus généralement
combinaisons de fréquences. Mais, à l’exception de la réfraction, ces
effets ne sont observés qu’avec des appareillages complexes et des
sources laser.
En 1968, deux auteurs ont indépendamment observé des variations de fréquence par transfert d’énergie entre faisceaux de lumière. Les impulsions laser qui transmettent l’information (téléphone, Internet...) dans les fibres optiques sont rougies au cours de leur propagation par transfert d’énergie vers le rayonnement thermique ambiant. La théorie de ces expériences (souvent involontaires et gênantes) s’applique à la lumière naturelle, mais seulement dans des milieux très particuliers : en pratique, un gaz raréfié contenant de l’hydrogène atomique excité.
Tous les problèmes de rougissement cités ci-dessus s’expliquent immédiatement par la présence d’hydrogène atomique excité :
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Une grande partie des spectres des quasars, dite "forêt Lyman", est
constituée de raies fines dont les fréquences se déduisent du spectre
de l’hydrogène atomique ; ces raies sont simplement engendrées par la
propagation de la lumière dans de l’hydrogène atomique, à une
température de quelques dizaines de Kelvins.
- Pour interpréter
aussi le reste des spectres des quasars, il suffit de supposer qu’un
quasar est un "micro-quasar" plongé dans un nuage d’hydrogène. Les
micro-quasars sont des astres bien connus dans les galaxies ; ce ne
sont pas des astres énormes, seulement des résidus de vieilles étoiles.
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Comme tout effet optique, les effets paramétriques sont sujets à une
dispersion : il est normal que les variations relatives de fréquence
observées dans les multiplets de raies émis par les quasars ne soient
constants qu’en première approximation.
- L’excitation d’hydrogène
par l’ultraviolet lointain émis par les quasars rend ce gaz susceptible
de transférer de l’énergie entre faisceaux d’ondes électromagnétiques,
rougissant la lumière. Une intensité ultraviolette plus grande au
voisinage des quasars qu’au voisinage des galaxies rougit plus les
spectres des quasars que ceux des galaxies. Il n’est évidemment pas
indispensable que les astres soient alignés comme dans les systèmes
d’Arp.
- Le "vent solaire" est un flux de protons et d’électrons
émis par la couronne solaire (il est à l’origine des aurores boréales).
Au delà de 5 unités astronomiques (UA : distance de la Terre au
Soleil), électrons et protons du vent solaire se combinent en hydrogène
atomique excité, qui autorise un transfert d’énergie de la lumière
solaire vers les ondes radio et le rayonnement thermique ambiant.
Ce
transfert a deux conséquences observées :
- Les fréquences des signaux
radio reçus des sondes lointaines (Pioneer 10 et 11 en particulier)
sont trop élevées, ce qui a l’apparence d’une "accélération anormale"
de ces sondes
- Les fluctuations du rayonnement thermique à 2,7 K
sont liées à l’écliptique car le vent solaire est émis de façon
anisotrope par le Soleil.
8 réactions à cet article
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Je ne sais pas si cette critique m’est adressée, mais je dois répondre car la critique de la théorie du big bang et du Lambda-CDM est difficile, se heurtant à un tabou.
Voici donc le problème :
G. Burbidge et Karlsson ont étudié quasars et montré que les rougissements Z (variations relatives de fréquence) des spectres des éléments lourds sont , pour la plupart très voisins de Z(n)=nK, où K est la constante de Karlsson 0.061. Ces auteurs ont essayé d’étudier les spectres des quasars, avec peu de succès car ils ne sont pas parvenus à expliquer des rougissements élevés. La solution vient du fait que l’entier n ne prend que les valeurs d’une série 3, 4, 6, ... un peu étonnante . Il vaut mieux écrire la loi équivalente Z(p,q)= p(3K)+q(4K), où pet q sont des entiers non négatifs. On remarque alors que les rougissements remarquables 3K et 4K amènent les fréquences Lyman beta et gamma de l’atome H en Lyman alpha, ce qui introduit l’atome H dans le rougissement : la lumière des quasars est rougie en traversant de l’hydrogène atomique « froid » (entre 3000 et 50000K), non excité s’il y a de l’énergie qui pompe des atomes de l’état fondamental 1S à l’état excité 2P. Les atomes 2P rougissent ainsi la lumière par une interaction formée de plusieurs effets Raman impulsionnels stimulés, interaction qui cesse si une raie absorbée empêche le pompage. On obtient ainsi une première famille de raies fines. Une seconde famille résulte de l’excitation de l’hydrogène qui augmente le coefficient B d’Einstein à la fréquence alpha jusqu’à ce que un flash de-excite brutalement le gaz et absorbe par une compétition de modes le rayon observé où il a la fréquence alpha. On obtient par des oscillations de relaxation, des raies à peu près équidistantes en fréquence. Les flash sont observés de la Terre sous la forme de flamboiements (flares en anglais). Cette interprétation des spectres des quasars présente de nombreux avantages : elle n’utilise qu’une spectroscopie étudiée (à plus petite échelle !) dans les laboratoires. Réduisant les distances déduites de la loi de Hubble près des astres chauds, elle réduit le rayon des galaxies spirales qui n’ont plus besoin de matière noire. Comme la réfraction, les rougissements ont une dispersion chromatique, pas de variation de la constante de structure fine. L’accroissement des distances de Hubble près des astres chauds forme des bulles dans les cartes des galaxies, etc.
La spectroscopie cohérente est plus efficace que le big bang !Pourquoi refuser d’en discuter ? De la discussion jaillit la lumière car nul n’est infaillible.
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