Lumière fatiguée

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La lumière fatiguée ou « fatigue de la lumière » est une théorie proposée pour expliquer la loi de Hubble sans faire intervenir une expansion de l'Univers. Cette loi est déduite de l'observation d'un décalage vers le rouge proportionnel à la distance pour les galaxies. Cette idée a été préconisée par Fritz Zwicky en 1929 comme explication alternative possible. L'expression a été inventée d'après Richard Tolman — comme une interprétation alternative de Georges Lemaître et d'Edwin Hubble de décalage vers le rouge cosmique. Lemaître et Hubble crurent que le décalage rouge cosmique était provoqué par l'étirement des ondes lumineuses lors de leur voyage dans l'espace en expansion. Fritz Zwicky a cru que le décalage rouge cosmique était causé par des photons perdant graduellement l'énergie au fil de la distance, probablement en raison de la résistance aux champs de gravitation entre la source et le détecteur.

Si, pour un photon individuel, la lumière fatiguée est indistinguable de l'hypothèse de l'expansion de l'Univers, la théorie fait des prédictions différentes dans certains contextes. En particulier, une distribution de photons présentant un spectre de corps noir garde, même si elle n'est pas à l'équilibre thermique, un spectre de corps noir du fait de l'expansion de l'Univers, avec une température qui décroît au cours du temps. Dans le cas de la lumière fatiguée traditionnelle, un spectre de corps noir est déformé au cours du temps.

Critiques[modifier | modifier le code]

Le fond diffus cosmologique représente l'ensemble des photons issus de la phase dense et chaude qu'a connue l'univers primordial. Ils n'interagissent pas avec la matière actuelle, du fait de la trop faible densité de celle-ci[1]. Le fond diffus cosmologique possédait par le passé un spectre de corps noir du fait qu'il était, alors que l'Univers était très dense et très chaud, en interaction avec la matière. Depuis, ces interactions ont cessé, environ 380 000 ans après le Big Bang (époque dite de la recombinaison). Il est aujourd'hui observé que le fond diffus cosmologique possède encore un spectre de corps noir ; il est même le corps noir le plus proche de la perfection connu, au moins dans ce domaine de longueur d'onde. Cette observation, établie au début des années 1990 par le satellite COBE, prouve l'invalidité du modèle traditionnel de la lumière fatiguée ; elle a valu le Prix Nobel de physique 2006 au responsable de l'instrument FIRAS, John C. Mather, qui a permis d'établir ce résultat.

Aucune théorie scientifique solide avec une dilatation du temps[2] n'ayant jamais pu être construite dans ce sens, les explications de type lumière fatiguée ont été abandonnées par la communauté scientifique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Leur libre parcours moyen, c'est-à-dire la distance qu'ils parcourent entre deux interactions avec des atomes ou des électrons libres, est très supérieur à la taille de l'univers observable. L'intervalle de temps séparant deux rencontres est supérieur à l'âge de l'Univers. De ce fait, ces photons peuvent être considérés comme n'ayant plus d'interaction avec le reste de l'Univers.
  2. Edward L. Wright; Errors in Tired Light Cosmology, (2005).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Zwicky, F. 1929. On the Red Shift of Spectral Lines through Interstellar Space. PNAS 15:773-779. Abstrakt (ADS) Hela artikeln (PDF)
  • LaViolette P. A., 1986. Is the universe really expanding? Astrophysical Journal, Part 1, Vol. 301, s. 544-553 [1]
  • Marmet P., Reber G. Cosmic matter and the Nonexpanding Universe, IEEE Trans. Plasma Science vol.17, no.2, p. 264 (1989)
  • Accardi, L. et al, Physics Letters A 209, A third hypothesis on the origin of the redshift: application to the Pioneer 6 data, p. 277-284 (1995)
  • Goldhaber, G., et al. 2001. (Supernova Cosmology Project). Timescale Stretch Parameterization of Type Ia Supernova B-band Light Curves. Article de “Arkiv X”
  • Lubin, Lori M.; Sandage, Allan, 2001. The Tolman Surface Brightness Test for the Reality of the Expansion. IV. A Measurement of the Tolman Signal and the Luminosity Evolution of Early-Type Galaxies, The Astronomical Journal, Vol. 122, s. 1084-1103. [2]. Prouve que les prévisions de l’hypothèse de la lumière fatiguée traditionnelle se trouve au moins 10 écarts type des résultats données du télescope spatial Hubble