La nucléosynthèse, sonde de l’Univers primordial

par M. Alain Coc (CSNSM Orsay)

mardi 19 mai 2009, 11:00 → 12:00 US/Central

La nucléosynthèse nous renseigne, d’une part, sur l’origine des éléments (isotopes) formés dans les étoiles, le milieu interstellaire, ou durant les minutes suivant le Big Bang, et d’autre part, sur la source d’énergie des étoiles. Elle est aussi un outil précieux pour la physique fondamentale comme, par exemple, la variation des constantes ou les théories de la gravité. La comparaison, entre les abondances primordiales des « éléments légers » (⁴He, D, ³He et ⁷Li) calculés, et déduites des observations a permis de déterminer la densité baryonique de l’Univers. L’accord entre ces résultats, dans un intervalle de 9 ordres de grandeur, a été considéré comme une justification du modèle du Big Bang. L’analyse des anisotropies du CMB fournit maintenant une mesure beaucoup plus précise de cette densité baryonique. De même, les sections efficaces des réactions nucléaires impliquées sont aussi maintenant mieux connues. Il est donc possible d’affiner les prédictions à comparer aux observations. Alors que l’accord est très bon pour ⁴He, D et ³He, le désaccord se creuse pour ⁷Li. Néanmoins, la nucléosynthèse primordiale reste une sonde privilégiée de l’Univers alors qu’il n’était âgé que de quelques minutes. Lorsque l’on regarde vers le passé, il s’agit de la dernière étape pour laquelle, la physique est, a priori, connue par des expériences de laboratoire. Elle peut donc être utilisée pour tester des déviations par rapport aux théories standard. En particulier, nous avons récemment étudié les limites imposées par la nucléosynthèse primordiale sur des théories tenseur-scalaire de la gravitation, extensions de la Relativité Générale incluant un champ scalaire en plus du champ tensoriel. Dans ces études, ce champ scalaire est soit universellement couplé à la matière, soit possède un couplage différent à la matière ordinaire et à la matière sombre.

Minutes lal2009.ppt

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